无定形MoS2纳米盘@Au纳米颗粒异质结构及其SERS基底的制备方法

本发明涉及一种无定形mos2纳米盘@au纳米颗粒(mos2@au)异质结构的制备方法及其用途。属于纳米材料科学。

背景技术：

1、表面增强拉曼散射(sers)技术因其操作方便、灵敏度高、检测速度快、重现性好等优点，受到了研究者们的广泛关注。au纳米颗粒作为常见的贵金属纳米材料，具有优异的热稳定性和电磁场增强能力，展现突出的sers性能，然而au纳米颗粒作为sers基底应用对其形貌和尺寸有特殊要求，且制备成本较高。相比au纳米颗粒，mos2作为sers基底具有制备简单、成本低、光学性能可调及比表面积大等优点，但常规相的mos2由于只有化学增强且光透导电荷转移作用不强，其sers性能不及贵金属材料。因此，制备非常规相的mos2，并进一步构建其与au纳米颗粒的异质结构，有望融合非常规相的mos2和au纳米颗粒在sers应用方面的优势，从而开发出具有优异sers性能且成本较低的sers基底。本发明先通过溶剂热法合成无定形mos2纳米盘，以无定形mos2纳米盘作为生长模板，通过溶液化学法在无定形mos2纳米盘上生长au纳米颗粒，进行构建无定形mos2纳米盘@au纳米颗粒(mos2@au)异质结构，该异质结构由于兼具电磁场增强和化学增强作用，能够极大地提高sers性能，而且还能够减少au的用量、降低贵金属sers基底的成本。

技术实现思路

1、发明目的：针对贵金属sers基底价格昂贵及其常规相的二维过渡金属硫族化合物的sers性能较弱等问题，本发明采用原位还原方法制备出具有高sers性能的mos2@au异质结构，通过无定形mos2纳米盘的化学增强与au纳米颗粒的电磁场增强的协同作用实现高灵敏的sers检测。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种mos2@au异质结构材料，其中，mos2是无定形mos2纳米盘，au是au纳米颗粒，mos2@au是金纳米颗粒生长在mos2纳米盘上形成的异质结构。

4、一种如前述的mos2@au异质结构材料的制备方法，其包括如下步骤：

5、s1、将(nh4)2mos4溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，在无氧条件下，加入水合肼，在180～220℃下进行水热反应12小时，得到初产物；

6、s2、将所述初产物进行离心除杂后，收集沉淀物，超声均匀分散于超纯水中，再进行离心、清洗，循环操作至少5次后，得到无定形mos2纳米盘；

7、s3、将所述无定形mos2纳米盘加入超纯水中，离心，收集上清液，得到无定形mos2纳米盘水悬浮液；

8、s4、将所述mos2纳米盘水悬浮液分散在柠檬酸钠溶液中，加入氯金酸溶液，轻微摇晃后，得到所述mos2@au异质结构。

9、作为优选方案，步骤s2中所述的离心分离的转速为8000rpm。

10、作为优选方案，步骤s3中所述的离心分离的转速为3000rpm。

11、作为优选方案，所述无定形mos2纳米盘与氯金酸的摩尔比为1：2.4。

12、一种如前述的mos2@au异质结构在sers基底中的用途。

13、一种如前述的sers基底的制备方法，其包括如下步骤：(1)制备硅片基底；(2)将所述mos2@au异质结构经过超声分散均匀后，滴加在所述硅片基底表面，室温下自然风干。

14、作为优选方案，所述硅片基底制备方法为：(1)取硅片，切成0.5cm*0.5cm的尺寸大小，放入丙酮中超声清洗，随后吹干备用；(2)将吹干后的硅片浸入过氧化氢和浓硫酸的混合溶液中，在120℃下进行反应后，用超纯水清洗5～6遍，取出备用。

15、作为优选方案，所述浓硫酸和过氧化氢的体积比为7:3。

16、本发明先通过溶剂热法合成无定形mos2纳米盘，以无定形mos2纳米盘作为生长模板，通过溶液化学法在无定形mos2纳米盘上生长au纳米颗粒，进行构建无定形mos2纳米盘@au纳米颗粒(mos2@au)异质结构，该异质结构由于兼具电磁场增强和化学增强作用，能够极大地提高sers性能，而且还能够减少au的用量、降低贵金属sers基底的成本。

17、本发明中的mos2@au异质结构比纯au材料成本低廉，且比mos2其sers性能更加优异。无定形mos2纳米盘具有化学增强，且au纳米颗粒具有很强的电磁场增强，使得该异质结构具备两者的优点，进而能够通过化学增强与电磁场增强机理协同作用实现高灵敏度的sers检测。

18、本发明制备的无定形mos2纳米盘尺寸大小在50-80nm之间，纳米盘上au纳米颗粒尺寸大小为8-12nm。mos2@au异质结构作为基底检测不同浓度的r6g的sers性能，结果发现，mos2@au异质结构对于r6g的检测限达到了4.36×10-10m，增强因子达到了2.88×106。mos2@au异质结构具有较好的sers性能，基底均一性好，光稳定好，并且与其他基底相比也有较宽的线性检测范围。

19、综上所述，本发明所制备mos2@au异质结构对于r6g具有出色的检测能力，表现出良好的sers性能，能够作为一种高效的sers基底。

技术特征：

1.一种mos2@au异质结构材料，其中，mos2是无定形mos2纳米盘，au是au纳米颗粒，mos2@au是金纳米颗粒生长在无定形mos2纳米盘上形成的异质结构。

2.一种如权利要求1所述的mos2@au异质结构材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的mos2@au异质结构的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述的离心分离的转速为8000rpm。

4.如权利要求2所述的mos2@au异质结构的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述的离心分离的转速为3000rpm。

5.如权利要求2所述的mos2@au异质结构的制备方法，其特征在于，所述无定形mos2纳米盘与氯金酸的摩尔比为1：2.4。

6.一种如权利要求1所述的mos2@au异质结构在sers基底中的用途。

7.一种如权利要求5所述的sers基底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备硅片基底；(2)将所述mos2@au异质结构经过超声分散均匀后，滴加在所述硅片基底表面，室温下自然风干。

8.如权利要求7所述的sers基底的制备方法，其特征在于，所述硅片基底制备方法为：(1)将硅片切成0.5cm*0.5cm的尺寸大小，放入丙酮中超声清洗，随后吹干备用；(2)将吹干后的硅片浸入过氧化氢和浓硫酸的混合溶液中，在120℃下进行反应后，用超纯水清洗5～6遍，取出备用。

9.如权利要求8所述的sers基底的制备方法，其特征在于，所述浓硫酸和过氧化氢的体积比为7:3。

技术总结
本发明公开了一种无定形MoS<subgt;2</subgt;纳米盘@Au纳米颗粒(MoS<subgt;2</subgt;@Au)异质结构的制备方法和用途，本发明中的MoS<subgt;2</subgt;@Au异质结构作为表面拉曼增强(SERS)基底比金SERS基底成本低廉，且比常规相的MoS<subgt;2</subgt;具有更加优异的SERS性能。本发明制备的MoS<subgt;2</subgt;@Au异质结构在SERS检测技术中具有出色的应用潜力。

技术研发人员：张颖,胡星鑫,罗志敏,汪联辉
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9