一种AgVO₃纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法

一种AgVO₃纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法
【专利摘要】本发明为一种AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法，提供了一种复合SERS基底，包括纳米带和金属纳米粒子，其中该纳米带为AgVO3，表面吸附Ag纳米粒子。该复合SERS基底的制备方法包括以下步骤：1）AgVO3纳米带的制备；2） 取所得的AgVO3纳米带超声分散在含有还原剂的水溶液中，搅拌1?12小时；3）离心分离纳米带并重新超声分散在AgVO3溶液中，静置12~24小时，即获得。相对于粉体SERS基底，本发明提供的AgVO3 /Ag纳米复合物中Ag纳米粒子的位置和相对距离固定，不会发生聚集现象，有利于活性的保持；相对于激光刻蚀的基底来说，本发明提供的基底制备方法简便、易得、不需要特殊的设备，更容易推广。
【专利说明】
一种AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法
技术领域
[000?]本发明属于纳米材料制备和食品安全监测技术领域，具体涉及一种AgV03纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法。
【背景技术】
[0002]“民以食为天，食以安为先”，食品安全问题关系到人民群众的切身利益。改革开放以来，我国食品行业快速发展，在我国国民经济中，食品工业已成为第一大产业，食品总量稳步上升，食品种类日益多样化。但接连不断的恶性食品安全事件让人胆战心惊，食之难安，严重影响了人民的幸福感和安全感，也损害了政府的公信力，这促使国家不断地加大食品安全的监管力度，将食品安全问题上升到国家公共安全的高度。即便如此，还是有大量的不法分子铤而走险，每一年都会有令人惊恐的食品安全问题被披露出来，甚至有愈演愈烈之势，究其原因，除了生产企业黑心逐利、食品流通环节经营秩序不规范、食品安全标准体系滞后、有关部门监管不力、食品安全保障队伍素质有待提高等因素外，缺乏简便、快捷、可实现高通量现场检测的技术手段也是不可忽视的一个重要因素。
[0003]传统的检测技术基本都依赖于大型的色谱或光谱设备，都离不开实验室检测，这些技术都很难及时、快速地从各个环节监控食品安全状况，发展快速、方便、准确、灵敏且可现场化的食品安全分析检测技术在未来的实际应用中具有重要的意义。表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)技术是基于被测分子吸附在某些经特殊处理、具有纳米结构的金属表面具有极强拉曼散射增强效应的分子振动光谱技术。因SERS技术具有前处理简单、操作简便、检测时间短、灵敏度高等优点，为食品及其他复杂体系中痕量化学物的检测提供了一个新的极具潜力的工具，在食品安全检测领域具有良好的应用前景。
[0004]SERS技术得以广泛应用的前提是选择性好、灵敏度高的纳米基底的制备，传统的SERS纳米基底都是货币金属的纳米粉体或溶胶，虽然能够与目标分子进行充分接触，但从形成SERS热点的角度来说并不利于获得最佳的检测效果。这是因为形成热点需要纳米粒子间的距离以小于10纳米为佳，但自由颗粒间的距离很难控制的如此精准，因此产生了许多利用激光刻蚀方法获得阵列式SERS基底的报道，但这些方法要求制备设备精密，生产成本较高。
[0005]为了解决上述问题，已提出了通过半导体表面生长一层金属纳米粒子做SERS纳米基底，如现有文献“ZnO/Ag复合基底材料及蛋白质SERS的研究”采用了一种原位还原方法，硝酸银溶液在ZnO微球表面被还原成银纳米粒子，从而得到了 ZnO/Ag复合微球，研究了对巯基苯胺分子吸附在ZnO/Ag表面的SERS。

【发明内容】

[0006]本发明为解决上述技术问题提供一种制备方便、易得的一种新的AgVO3纳米带的制备方法和一种新的AgV03纳米带/ Ag纳米粒子复合物的制备方法。
[0007]本发明为解决上述技术问题采用的方案为:
一种复合SERS基底，包括纳米带和金属纳米粒子，其特征在于:该纳米带为AgV03，表面吸附Ag纳米粒子。
[0008]上述AgVO3纳米带上所生长的Ag纳米粒子尺寸约为10纳米，相互间距大部分小于10纳米。
[0009]—种可用于食品安全痕量检测的AgV03纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法，包括以下步骤:
AgVO3纳米带的制备:在去离子水中加入浓硝酸，然后加入NH4VO3搅拌溶解，再加入AgVO3，并于160?200 °C的恒温环境中反应6?24小时，即得纳米带，以浓硝酸做辅助，溶液可反应更均匀；
取上述所得的AgVO3纳米带超声分散在含有还原剂的水溶液中，搅拌1-12小时；
离心分离纳米带并重新超声分散在AgVO3溶液中，静置12?24小时，即获得。
[0010]作为优选，上述还原剂为α-氨基丙酸，且α-氨基丙酸的水溶液的浓度在1.8X 10-3?3.6X 10-3 g.mL-1 之间。
[0011]作为优选，上述AgVO3溶液的浓度范围为0.01?0.04 mol.L-1。
[0012]上述复合SERS基底具有良好活性，可以广泛应用于各种食品违禁添加剂和其他有机物的痕量检测。
[0013]与现有技术相比，本发明所具有的优点在于:
1、相对于粉体SERS基底，本发明提供的AgVO3 /Ag纳米复合物中Ag纳米粒子的位置和相对距离固定，不会发生聚集现象，有利于活性的保持;相对于激光刻蚀的基底来说，本发明提供的基底制备方法简便、易得、不需要特殊的设备，更容易推广。
[OOM] 2、采用硝酸辅助，均匀的反应溶液。
[0015]3、以α-氨基丙酸为还原剂制备AgV03/Ag纳米复合物。
[0016]【附图说明】:
图1 AgVO3纳米带的扫描电子显微镜镜图像图2 AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物的扫描电子显微镜图像图3 AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物做基底检测对巯基苯甲酸获得的SERS增强谱图图4 AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物做基底检测孔雀石绿获得的SERS增强谱图。
具体实施例
[0017]以下结合附图和实施例作进一步的详细描述:
实施例1
(1)量取15mL去离子水加入50 mL的烧杯中，然后加入I mL的69.2%的浓硝酸，搅拌半分钟后加入0.15 g NH4VO3,在磁力搅拌下使其完全溶解获得黄色透明溶液；
(2)在上述溶液中加入0.098g AgVO3,搅拌下使之完全溶解；
(3)将所获得的混合液倒入容量20mL的特弗隆衬底的反应釜中，置于烘箱中于160 0C下反应12小时；
(4)反应结束后，待反应釜自然冷却到室温，将釜中的产物连同母液倒入干净的烧杯中，可以看到依托着釜壁生长成杯状的橙黄色絮状物漂浮在母液中，此即为AgV03纳米带，弃去母液，用清水反复浸泡三次即可实现清洗的目的；
(5)取少量AgVO3纳米带利用超声清洗器超声分散在10mL去离子水中，然后加入0.018g α-氨基丙酸，搅拌I小时后，离心纳米带并重新超声分散在0.02 mol.L-1的AgV03溶液中，静置12小时后，即可获得生长了 Ag纳米粒子的AgV03纳米带；
(6)将所制备的AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物超声分散于不同浓度(10-2?10-10mol.L-1)的孔雀石绿和对巯基苯甲酸溶液中，静置12小时，然后取一滴含有AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物的待测溶液置于干净的载玻片上，待干燥后于拉曼光谱仪上进行SERS活性测试，激发波长780纳米，曝光时间1秒，激光能量5mW。
[0018]实施例2
利用SERS技术对食品添加剂和其他有机物的痕量检测
将所制备的AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物超声分散于不同浓度(10-2?10-10mol.L-1)的孔雀石绿和对巯基苯甲酸溶液中，静置30分钟?12小时，然后取一滴含有AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物的待测溶液置于干净的载玻片上，待干燥后于拉曼光谱仪上进行SERS活性测试，激发波长532纳米或780纳米，曝光时间1秒，激光能量ImW或5mW，部分测试结果见附图3和附图4，可以看到即便是固体粉末，孔雀石绿和对巯基苯甲酸的特征峰强度也很弱，但经过了本发明中的活性基底增强后，即便浓度低至10-10 mol.L-1也仍旧能够得到良好的特征信号。
[0019]将所制备的AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物超声分散后取适量置于载玻片上干燥后，再吸取不同浓度的目标检测物溶液滴于其上，待干燥后进行SERS活性测试，静置30分钟?12小时，然后取一滴含有AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合物的待测溶液置于干净的载玻片上，待干燥后于拉曼光谱仪上进行SERS活性测试，激发波长532纳米或780纳米，曝光时间10秒，激光能量ImW或5mW，部分测试结果见附图3和附图4，可以看到即便是固体粉末，孔雀石绿和对巯基苯甲酸的特征峰强度也很弱，但经过了本发明中的活性基底增强后，即便浓度低至10-10 mo 1.L-1也仍旧能够得到良好的特征信号。
[0020]虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所做的更动和润饰，均应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种复合SERS基底，包括纳米带和金属纳米粒子，其特征在于:该纳米带为AgV03，表面吸附Ag纳米粒子。2.根据权利要求1所述的复合SERS基底，其特征在于:所述的AgV03纳米带上所生长的Ag纳米粒子尺寸约为10纳米，相互间距大部分小于10纳米。3.—种可用于食品安全痕量检测的AgV03纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法，其特征在于以下步骤: I )AgV03纳米带的制备:在去离子水中加入浓硝酸，然后NH4VO3搅拌溶解，再加入AgVO3，并于160?200 °C的恒温环境中反应6?24小时，即得纳米带； 2)取上述所得的AgVO3纳米带超声分散在含有还原剂的水溶液中，搅拌1-12小时； 3)离心分离纳米带并重新超声分散在AgNO3溶液中，静置12?24小时，即获得。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述步骤2)中的还原剂为α-氨基丙酸，且α-氨基丙酸的水溶液的浓度在1.8X 10-3?3.6X10-3 g*mL_l之间。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中的AgNO3溶液的浓度范围为0.01?0.04 mol.L—1。6.一种AgV03纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的用途，其特征在于:所述的复合SERS基底用于食品违禁添加剂或其他有机物的痕量检测的用途。
【文档编号】B82Y40/00GK106093003SQ201610386029
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610386029.7, CN 106093003 A, CN 106093003A, CN 201610386029, CN-A-106093003, CN106093003 A, CN106093003A, CN201610386029, CN201610386029.7
【发明人】董丽红, 管桂芝
【申请人】通化师范学院