本发明专利技术涉及一种Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS基底的制备及应用。以纯Ag板为阳极，Mo箔片为阴极，Ag的硫酸盐作为主盐。其制备方法是在恒温条件下进行电镀，镀层形貌通过施镀时间来控制。本发明专利技术提供的Mo/Ag层状金属基复合材料的Ag镀层的形貌是岛状结构，镀层成分为Ag。该复合材料作为SERS基底的制备工艺简单，生产效率高，结构稳定，有望作为具有高的增强能力、可重复性强的基底材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于层状金属基复合材料用于有机分子的官能团检测领域，更加具体地说，特别涉及Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS基底的制备及应用。
技术介绍
SERS(表面增强拉曼散射)已经有了 30多年的历史。SERS技术的出现使得分子结构的研究获得了新进展。但是在它的发展中，也凸现了 SERS技术的三个难点一是只有少数金属(金、银、铜3种金属和少数极不常用的碱金属如锂、钠等)具有强的SERS活性，而许多具有重要和广泛应用背景的过渡族金属皆不具备SERS活性(现在这一问题已经大致上被解决，实验上已经证明很多材料具备了 SERS活性)；二是金、银、铜等金属表面必须经过粗糙化后才具有SERS活性，SERS效应主要是在纳米量级尺度上的粗糙表面或者粒子表面体系所具有的光学现象，全面认识SERS不仅是表面科学，而且是纳米科学的重要基本问题；第三是，迄今，还没有一种完整的SERS理论可以解释实验上所观测到的种种复杂现象，物理增强和化学增强两种观点一直争论不休。SERS的这些缺点最终导致其研究自20世纪80年代后期起逐渐走向低潮。为突破以上的障碍，现在关于SERS的研究，国内外主要从以下几个方面来展开的1)完善SERS理论；2)测量和统计分子的SERS光谱，建立完整的分子的SERS光谱库；3)制作SERS承载基体；4) SERS的应用。因此，研究在Mo/Ag层状金属基复合材料制备过程中，电镀时的SERS效应。由于分子所吸附的表面形态是SERS效应能否发生和SERS信号强弱的重要影响因素，分子承载基体的表面粗糙化是很关键的，因而关于SERS活性基底的研究一直是SERS领域的研究热点之一。SERS基底的发展能不断拓宽SERS的应用范围，同时，为了将实验和理论联系起来，在适宜条件下制备的有规则结构的SERS基底又可以提供理想的模型以检验SERS理论。所以新型SERS活性基底的制备是SERS技术的基石。SERS基底制备方法很多，但是通常一种方法并不能直接和另一种方法相比，因为对某种特定的应用来说，一种基底可能是合适的而另一种基底并不合适。从实际应用的角度出发，作为一种性能优良的SERS基底，它应该易于制备、便于使用、具有很高的增强能力，而且具有可重复性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS基底的制备及应用。它是通过在注入Ag离子的Mo箔上电镀Ag层，然后经过高温退火得到的Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS应用的基底。本专利技术利用Ag具有很强的SERS活性的特点，在常用电镀装置上进行Mo/Ag层状金属基复合材料的电镀。其易于制备、便于使用、具有很高的增强能力，而且具有可重复性。本专利技术提供的Mo/Ag层状金属基复合材料是在Mo箔上电镀Ag层，镀层成分为Ag，镀层结构为岛状结构。Mo箔是经过除油液、刻蚀液侵蚀刻蚀，然后经过Ag离子注入的。本专利技术提供的一种Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS基底的制备方法包括如下步骤I)纯Mo金属箔片经过打磨、脱脂处理、水洗、硫酸与盐酸混合物溶液酸洗、水洗完成预处理；2)在离子注入机上讲Ag离子注入到Mo金属箔片上，注入完成后，Mo箔片在离子注入机真空室中放置6小时取出；3)使用经过Ag离子注入的Mo箔片作为阴极，纯Ag板作为阳极，在银盐镀液中进行无氰电镀Ag层，电镀时间为15秒；银盐镀液(水溶液)配方为硝酸银和焦亚硫酸钾浓度为40 50g/L，硫代硫酸钠浓度为200 250g/L，无水亚硫酸钠浓度为20g/L，聚乙二醇(聚合度为200-400)浓度为 3g/L，pH值用稀硫酸溶液调节至6 7，以纯度为99. 99%的Ag金属板为阳极，Mo箔片作为阴极，通入直流电流，电流0. 8 1A，在常温下，电镀时间15秒4)在气氛退火炉中于800°C温度、I个大气压的氢气保护下保温3个小时进行退火。本专利技术提供的Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS基底的应用，主要用于有机分子的官能团的检测领域。本专利技术提供的Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS基底是通过电镀法在Mo箔上形成Ag的岛状结构，以Mo箔作为基体的基础上，Mo/Ag层状金属基复合材料易于制备、便于使用。与其他SERS基底相比具有以下优点I.本专利技术获得Mo/Ag层状金属基复合材料的工艺简单，生产效率高，结构稳定。2. Mo箔作为基体具有很好的支撑性，把Ag颗粒很好的固定在其表面，具有很高的增强能力。3. Mo/Ag层状金属基复合材料可重复性强，能反复使用，基底的上Ag不容易被氧化，Ag的SERS活性好。附图说明图I为Mo/Ag层状金属基复合材料的SEM照片，a、b为实例l，c、d为实例2 (采用JEOL JSM-6700F场发射扫描电子显微镜)。图2为实例l、2Mo/Ag层状金属基复合材料作为SERS基底的拉曼图，a为实施例2。b为实施例I (英国雷尼绍公司的RENISHAW激光显微拉曼光谱仪)。具体实施例方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案，使用北京师范大学低能核物理研究所的MEVVA源金属离子注入机，广东易事特电源股份有限公司的直流稳压流电源(WYK-6010)。实施例I、将Mo箔在硫酸与盐酸混合物溶液酸洗，水洗，完成预处理，离子注入Ag离子。配置镀液，硝酸银和焦亚硫酸钾浓度为50g/L，硫代硫酸钠浓度为250g/L，无水亚硫酸钠浓度为20g/L，聚乙二醇200浓度为3g/L，pH值用稀硫酸溶液调节至6 7。电镀以纯度为99. 99%的Ag金属板为阳极，Mo箔片作为阴极，通入直流电流，电流1A，在常温20-25摄氏度下，电镀时间15秒。产物用去离子水反复冲洗，室温20-25摄氏度下自然干燥48h。实施例2、将Mo箔在硫酸与盐酸混合物溶液酸洗，水洗，完成预处理，离子注入Ag离子。配置镀液，硝酸银和焦亚硫酸钾浓度为40g/L，硫代硫酸钠浓度为200g/L，无水亚硫酸钠浓度为20g/L，聚乙二醇400浓度为3g/L，pH值用稀硫酸溶液调节至6 7。电镀以纯度为99. 99%的Ag金属板为阳极，Mo箔片作为阴极，通入直流电流，电流0. 8A，在常温20-25摄氏度下，电镀时间15秒。产物用去离子水反复冲洗，室温20-25摄氏度下自然干燥48h。再在气氛退火炉中于800°C温度、I个大气压的氢气保护下保温3个小时进行退火。产物进行SEM、拉曼光谱性能测试。测试结果图I为SEM形貌照片，图a、b为实例1，c、d为实例2，可以看出镀层在 高温退火后成岛状结构。图2中拉曼光谱结果显示，退火以后Mo/Ag复合材料比未退火Mo/Ag复合材料的SERS信号要强，且效果非常好，能很好的体现电镀液(硝酸银、硫代硫酸钠、偏亚硫酸钾、聚乙二醇)的特征官能团的峰，由此可以推测出，退火形成的岛状结构组织的Mo/Ag复合材料能有很好的SERS效应。以上对本专利技术做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本专利技术的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SERS基底材料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：1)将Mo箔在硫酸与盐酸混合物溶液酸洗，水洗，完成预处理，离子注入Ag离子；2)配置镀液，硝酸银和焦亚硫酸钾浓度为40～50g/L，硫代硫酸钠浓度为200～250g/L，无水亚硫酸钠浓度为20g/L，聚乙二醇浓度为3g/L，pH值用稀硫酸溶液调节至6～7；3)以纯度为99.99％的Ag金属板为阳极，将经过步骤(1)离子注入的Mo箔片作为阴极，通入直流电流，电流0.8～1A，在常温下，电镀时间15秒；4)将电镀完成的Mo/Ag层状金属基复合材料用去离子水冲洗，室温20?25摄氏度放置自然干燥；5)将其在气氛退火炉中于800℃温度、1个大气压的氢气保护下保温3个小时进行退火；最终形成Mo/Ag层状金属基复合材料，在Mo箔上电沉积Ag镀层，镀层合金成分为Ag，镀层的形貌为岛状结构。
【技术特征摘要】
1.一种SERS基底材料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行 1)将Mo箔在硫酸与盐酸混合物溶液酸洗，水洗，完成预处理，离子注入Ag离子； 2)配置镀液，硝酸银和焦亚硫酸钾浓度为40 50g/L,硫代硫酸钠浓度为200 250g/L，无水亚硫酸钠浓度为20g/L，聚乙二醇浓度为3g/L，pH值用稀硫酸溶液调节至6 7 ; 3)以纯度为99.99%的Ag金属板为阳极，将经过步骤(I)离子注入的Mo箔片作为阴极，通入直流电流，电流O. 8 1A，在常温下，电镀时间15秒； 4)将电镀完成的Mo/Ag层状金属基复合材料用去离子水冲洗...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄远，闫伟明，何芳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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