CN112525881A - 聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料技术领域,涉及一种聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底及其制备方法,包括以下步骤:(1)在表面上制备出微纳米级别的金/银薄膜;(2)在高温条件下退火,使金/银薄膜转变为退火金/银纳米颗粒;(3)将聚乙烯醇溶解,制备成聚乙烯醇溶液,用聚乙烯醇溶液对退火金/银纳米颗粒进性包覆改性。本发明在的聚乙烯醇薄膜可以猝灭分子荧光,能够大幅提高物理退火法制备SERS基底的检测限,减少分子和金/银纳米基底的直接接触,降低检测物质残留,保证了基底的重复利用;制备方法工艺简单,成本极低。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域,涉及一种聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底及其制备方法,具体是一种在退火金/银纳米颗粒的表面包覆聚乙烯醇的表面增强拉曼散射基底及其制备方法。
背景技术
拉曼散射现象是印度物理学家拉曼在1928年偶然之间发现的一种光散射现象,这一散射现象广泛存在于一切分子中,无论是气体、液体还是固体。这一现象实质上是分子与光子之间发生了非弹性散射的过程。经由这一过程,光与物质相互作用,光子将一部分能量传递给分子,使其转变成分子转动和振动的能量(或者反过来,分子将自身转动和振动的能量传递给光子),从而导致入射光频率发生变化的一种非弹性散射。由于每一种分子的结构各不相同,其振动和转动能量也必然不相同,因此不同的分子具有自己特征的拉曼光谱,拉曼光谱也就因此能作为检测不同分子物质的指纹光谱来使用。但是由于传统的拉曼散射光非常微弱,限制了这一技术的发展。
到了1974年,Fleishmann等人首次发现了吸附在粗糙银电极表面的吡啶分子拉曼信号存在明显增强的现象,随后Jeanmaire&VanDuyne和Albrecht&Creighton等人通过对比电极表面吡啶分子与分散在溶液中吡啶分子的拉曼散射信号发现这种增强效果竟然高达6个数量级。由于这一重大发现与拉曼散射检测基底上的纳米级金属颗粒或粗糙表面密切相关,因此被称之为表面拉曼增强(Surface Enhanced Raman Scattering,简称SERS)。近一二十年以来,SERS在食品安全、环境保护、医学检测、物证鉴别获得长足发展,对国民经济产生重大促进作用。
在制作表面增强拉曼基底的材料方面,目前只发现铜、金、银这三种贵金属元素具有较强的表面增强拉曼效应,但上述贵金属元素价格昂贵且稀有,不宜随意使用而产生浪费。目前常见的拉曼基底的制备方法包括化学合成法,自组装及纳米球蚀刻法,能量束蚀刻法,物理退火法等等,甚至还有利用自然界已有的天然纳米结构制备拉曼活性基底的奇思妙想。而众多的拉曼基底制备方案则是为了解决基底制备中所存在四个主要问题:1,高灵敏度,即检测超低浓度物质的能力;2,高均匀性和可重复性;3,高稳定性,即基底的检测能力不随时间改变的特性;4,高性价比,即通用性。目前少有基底材料能满足上述全部要求。在上述制备方法中,物理退火法具有成本低廉,基底可重复使用性,均匀性好的明显优势。其基本思路是,利用磁控溅射、离子溅射、热蒸发或者化学镀等方法,在光滑的表面上先镀上一层微米或纳米级厚度的金/银膜,然后在高温条件下保温退火,从而将金/银膜转变为纳米金/银颗粒或粗糙表面,以用于分子的SERS检测。其转变原理是由于金/银薄膜的表面能很高,系统处于亚稳态上。当温度超过转变所需的激活能,金/银原子就可以通过表面扩散,体扩散,蒸发再凝聚等多种方式向优先形核位置转移,从而实现形核和长大,从薄膜转变成为能量更低的纳米金/银颗粒结构。其中金/银膜厚度、退火温度、退火时间等因素对颗粒粒径影响最大。可以看出物理退火法具有制备工艺简单,成本低廉,对金/银消耗极少,纳米颗粒粘附牢固,可重复利用,基底相对均匀等多种优势。可以进行一个简单的成本估算:1平方厘米的物理退火SERS基底仅消耗不足0.1毫克金/银,简单的镀金/银工艺可以通过廉价便捷的离子溅射镀膜仪实现,而退火工艺也可以使用廉价的马弗炉,综合下来每片SERS基底的制作成本和制作时间远较其它类型SERS基底便宜便捷。但是这一类型的基底也存在明显弊端:银纳米颗粒暴露在空气中容易氧化和硫化,基底必须制备好之后马上使用;不加修饰的裸漏金/银纳米颗粒难以吸附各种不同类型的亲水亲油分子和易挥发分子,使得这些特殊类型的分子较难用于SERS检测;裸漏的光滑基底表面也无法猝灭各种荧光分子产生的荧光,导致某些类型分子的检测限大幅下降;吸附能力较强的染料分子吸附到基底上之后出现物质残留难以去除的现象,导致基底无法重复利用的现象,造成浪费等等。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供一种聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底及其制备方法,旨在猝灭荧光、增加分子吸附和收集、增大可用于SERS测试的分子范围、利用聚乙烯醇包覆作用和易于降解的特点实现基底的重复利用和长期储存。
具体的技术方案为:
聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底,由以下制备方法所得,包括以下步骤:
(1)在表面上制备出微纳米级别的金/银薄膜;
(2)在高温条件下退火,使金/银薄膜转变为退火金/银纳米颗粒;
(3)将聚乙烯醇溶解,制备成聚乙烯醇溶液,通过提拉镀膜法、旋涂法、喷涂法或自然干燥法对退火金/银纳米颗粒进性包覆改性。
所述的表面,可以是普通玻璃、石英玻璃、硅片、三氧化二铝、碳化硅、铜片等各种耐高温离子化合物、金属和半导体的粗糙或光滑表面。
步骤(1)制备金/银薄膜的方法,可以是磁控溅射、热蒸发、离子溅射、化学镀膜等方法。
所述的金/银薄膜的厚度可以从1纳米到10000纳米。
步骤(2)所述的高温条件下退火的方法,退火的温度可以是100摄氏度到2800摄氏度,退火保温的时间可以从0.1秒到72小时,退火后可重复溅射金/银膜,退火过程也可以重复多次以改变金/银纳米颗粒形貌和间距。
步骤(3)中溶解聚乙烯醇的溶液,可以是水,或者水与乙醇、甲醇、丙酮的混合溶液。聚乙烯醇的溶液,聚乙烯醇的浓度可以从0.1克/升到100克/升。
溶解聚乙烯醇溶液的温度,可以从20摄氏度到100摄氏度。
所述的提拉镀膜法包覆聚乙烯醇的方法,是将物理退火的金/银基底浸入聚乙烯醇溶液中。提拉速度从100厘米/秒到0.0001毫米/秒。
所述的旋涂法包覆聚乙烯醇的方法,是将聚乙烯醇溶液涂布到退火金/银纳米基底表面。旋涂速度从1转/分钟到1000000转/分钟,经自然干燥或烘干包覆成膜。烘干温度从20摄氏度到200摄氏度。
所述的喷涂法包覆聚乙烯醇的方法,是将聚乙烯醇溶液分散为小液滴,喷涂到退火金/银纳米基底表面,液滴大小粒径可以是0.001微米到10毫米,经自然干燥或烘干包覆成膜。烘干温度从20摄氏度到200摄氏度。
所述的自然干燥包覆聚乙烯醇的方法,是将退火金/银纳米基底浸入到聚乙烯醇溶液中,或直接将聚乙烯醇溶液滴加到退火金/银纳米基底表面。经自然干燥或烘干包覆成膜。烘干温度从20摄氏度到200摄氏度。
包覆改性形成的薄膜,厚度可以从5纳米到10毫米。薄膜可以是致密的,也可以含有气孔。
包覆薄膜的过程,可以重复多次,以增加聚乙烯醇薄膜的厚度和均匀性。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明的聚乙烯醇包覆退火金/银纳米表面增强拉曼散射基底,直接利用提拉镀膜法,旋涂法,喷涂法或自然干燥法在金/银纳米颗粒表面包覆聚乙烯醇薄膜,提高表面增强拉曼散射基底的检测限,以及能检测的分子类型。
进一步地,本发明的制备方法及所得到的产物还具有如下优点及有益效果:
(1)聚乙烯醇薄膜可以猝灭分子荧光,能够大幅提高物理退火法制备SERS基底的检测限。
(2)聚乙烯醇对溶液中的各种分子有收集作用,使其更容易吸附到SERS基底的热点附近,进一步增大SERS基底的检测限。
(3)由于聚乙烯醇的包覆作用,减少分子和金/银纳米基底的直接接触,降低检测物质残留,保证了基底的重复利用。同时聚乙烯醇可以方便的通过热水浸泡或者加热分解去除,同样保证了基底的重复循环利用。
(4)聚乙烯的包覆可以降低纳米银颗粒的氧化,或者与空气中的二氧化硫发生反应,保证基底的长期储存。
(5)聚乙烯醇薄膜较薄时,只产生极少量强度很低的拉曼散射峰,不影响SERS检测。
(6)制备方法工艺简单,成本极低。
附图说明
图1示出了本发明的原理结构图;
图2示出了实施例1、2、4、9中利用浸渍提拉镀膜方法包覆聚乙烯醇的原理图;
图3示出了实施例3、8中利用旋涂方法包覆聚乙烯醇的原理图;
图4示出了实施例6、7中利用喷涂方法包覆聚乙烯醇的原理图;
图5示出了实施例5中自然干燥法包覆聚乙烯醇的原理图。
图6示出了本发明实物数码照片;
图7示出了未经过聚乙烯醇包覆的普通退火银纳米颗粒石英基底对龙胆紫的表面拉曼增强检测;
图8示出了经过聚乙烯醇包覆的退火银纳米颗粒石英基底对龙胆紫的表面拉曼增强检测;
图9示出了经过聚乙烯醇包覆的退火银纳米颗粒石英基底对亲油易挥发塑化剂DBP分子的检测;
图10示出了块体聚乙烯醇和包覆在退火银纳米颗粒石英基底上聚乙烯醇薄膜的拉曼光谱。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的仪器设备,如无特殊说明,均为实验室常规仪器设备;下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。
图1为本发明的原理图,基于该原理,本发明提供以下的实施例。
实施例1
如图2所示,利用浸渍提拉镀膜方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为10mm×10mm×1mm的耐高温SG3高纯石英片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将石英片置于离子溅射镀膜机中,在石英片上溅射出约10纳米厚的银膜。
(3)将溅射有银膜的石英片置于真空快速退火炉中,以25摄氏度每秒的速度迅速升温至900摄氏度,保温5分钟后自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火银纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火银纳米颗粒基底悬挂到浸渍提拉镀膜机上,浸入聚乙烯醇溶液后,以0.01毫米每秒的速度提拉镀膜。
(6)待基底完全提拉出聚乙烯醇液面,干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火银纳米颗粒表面增强拉曼散射基底。
实施例2
如图2所示,利用浸渍提拉镀膜方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为10mm×10mm×1mm的耐高温SG3高纯石英片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将石英片置于离子溅射镀膜机中,在石英片上溅射出约5纳米厚的金膜。
(3)将溅射有金膜的石英片置于真空快速退火炉中,以25摄氏度每秒的速度迅速升温至900摄氏度,保温5分钟后自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火金纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火金纳米颗粒基底悬挂到浸渍提拉镀膜机上,浸入聚乙烯醇溶液后,以0.01毫米每秒的速度提拉镀膜。
(6)待基底完全提拉出聚乙烯醇液面,干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火金纳米颗粒表面增强拉曼散射基底。
实施例3
如图3所示,利用旋涂方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为10mm×10mm×1mm的耐高温硅片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将硅片置于磁控溅射镀膜机中,在硅片上溅射出约10纳米厚的银膜。
(3)将溅射有银膜的硅片置于真空快速退火炉中,以25摄氏度每秒的速度迅速升温至900摄氏度,保温5分钟后自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火银纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火银纳米颗粒基底置于旋涂机上,在旋涂机上滴加聚乙烯醇溶液,以1000转/分钟的速度旋涂镀膜。
(6)待基底完全干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火银纳米颗粒表面增强拉曼散射基底。
实施例4
如图2所示,利用浸渍提拉镀膜方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为10mm×10mm×1mm的耐高温碳化硅片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将碳化硅片置于热蒸发镀膜机中,在碳化硅片上蒸镀出约5纳米厚的金膜。
(3)将蒸镀有金膜的碳化硅片置于真空快速退火炉中,以25摄氏度每秒的速度迅速升温至900摄氏度,保温5分钟后自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火金纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火金纳米颗粒基底悬挂到浸渍提拉镀膜机上,浸入聚乙烯醇溶液后,以0.01毫米每秒的速度提拉镀膜。
(6)待基底完全提拉出聚乙烯醇液面,干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火金纳米颗粒表面增强拉曼散射基底。
实施例5
如图5所示,自然干燥法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为10mm×10mm×1mm的耐高温三氧化二铝片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将三氧化二铝片置于热蒸发镀膜机中,在三氧化二铝片上蒸镀出约5纳米厚的金膜。
(3)将蒸镀有金膜的三氧化二铝片置于真空快速退火炉中,以25摄氏度每秒的速度迅速升温至900摄氏度,保温5分钟后自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火金纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,得到聚乙烯醇溶液。
(5)在前述制备好的退火金纳米颗粒基底上滴加聚乙烯醇溶液。
(6)待基底自然干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火金纳米颗粒表面增强拉曼散射基底。
实施例6
如图4所示,利用喷涂方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为100mm×100mm×1mm的铜片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将铜片置于热蒸发镀膜机中,在铜片上蒸镀出约50纳米厚的金膜。
(3)将蒸镀有金膜的铜片置于真空快速退火炉中,以25摄氏度每秒的速度迅速升温至900摄氏度,保温5分钟后自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火金纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火金纳米颗粒基底置于喷涂机下,将聚乙烯醇溶液装入喷涂机,喷到基底表面。
(6)待基底完全干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火金纳米颗粒表面增强拉曼散射基底,每次使用时,可剪切成10mm×10mm×1mm的小片使用。
实施例7
如图4所示,利用喷涂方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为100mm×100mm×1mm的铁片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将铁片置于热蒸发镀膜机中,在铜片上蒸镀出约30纳米厚的金膜。
(3)将蒸镀有金膜的铜片置于马弗炉中,升温至900摄氏度,保温5分钟后取出自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火金纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火金纳米颗粒基底置于喷涂机下,将聚乙烯醇溶液装入喷涂机,喷到基底表面。
(6)待基底完全干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火金纳米颗粒表面增强拉曼散射基底,每次使用时,可剪切成10mm×10mm×1mm的小片使用。
实施例8
如图3所示,利用旋涂方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为100mm×100mm×1mm的铁片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将铁片置于离子溅射镀膜机中,在铜片上溅射出约30纳米厚的金膜。
(3)将溅射有金膜的铜片置于马弗炉中,升温至900摄氏度,保温5分钟后取出自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火金纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火银纳米颗粒基底置于旋涂机上,在旋涂机上滴加聚乙烯醇溶液,以1000转/分钟的速度旋涂镀膜。
(6)待基底完全干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火金纳米颗粒表面增强拉曼散射基底,每次使用时,可剪切成10mm×10mm×1mm的小片使用。
实施例9
如图2所示,利用浸渍提拉镀膜方法包覆聚乙烯醇,包括以下步骤:
(1)准备一片尺寸为100mm×100mm×1mm的铜片,先后用酒精和纯水超声波清洗10分钟,然后置于烘箱中95摄氏度烘干。
(2)将铜片置于热蒸发镀膜机中,在铜片上蒸镀出约50纳米厚的金膜。
(3)将蒸镀有金膜的铜片置于真空快速退火炉中,以25摄氏度每秒的速度迅速升温至900摄氏度,保温5分钟后自然降温至室温(20摄氏度),取出从而得到退火金纳米颗粒基底。
(4)称量0.5克聚乙烯醇,倒入300毫升纯水中,加热至95摄氏度后持续搅拌,10分钟后,待聚乙烯醇完全溶解,置于真空环境下消去气泡,得到聚乙烯醇溶液。
(5)将前述制备好的退火金纳米颗粒基底悬挂到浸渍提拉镀膜机上,浸入聚乙烯醇溶液后,以0.01毫米每秒的速度提拉镀膜。
(6)待基底完全提拉出聚乙烯醇液面,干燥后即可得到聚乙烯醇包覆的退火金纳米颗粒表面增强拉曼散射基底。,每次使用时,可剪切成10mm×10mm×1mm的小片使用。
图6示出了本发明实物数码照片,左为未包覆退火银纳米颗粒基底的数码照片,右为聚乙烯醇提拉镀膜法包覆退火银纳米颗粒石英基底的数码照片,图7示出了未经过聚乙烯醇包覆的普通退火银纳米颗粒石英基底对龙胆紫的表面拉曼增强检测,检测限为10-5,小于此浓度,拉曼信号为荧光掩盖。图8示出了经过聚乙烯醇包覆的退火银纳米颗粒石英基底对龙胆紫的表面拉曼增强检测,检测限为10-8,荧光被聚乙烯醇猝灭,检测限大幅提升。
图9示出了经过聚乙烯醇包覆的退火银纳米颗粒石英基底对亲油易挥发塑化剂DBP分子的检测,下方为DBP原始光谱,上方为聚乙烯醇包覆的退火银纳米颗粒吸附DBP的拉曼光谱。图1示出了块体聚乙烯醇和包覆在退火银纳米颗粒石英基底上聚乙烯醇薄膜的拉曼光谱,可以看出聚乙烯醇薄膜的拉曼光谱非常微弱,不影响物质检测。
本发明采用的聚乙烯醇是一种有机化合物,化学式为[C2H4O]n,外观是白色片状、絮状或粉末状固体,无味。易溶于水但不溶于乙醇。在空气中,将聚乙烯醇加热至100℃以上,它就会慢慢地变色、脆化;在150℃以上,会充分软化而熔融;加热至160℃以上,颜色会变得很深;在170℃以上,颜色更深;加热至220℃以上,聚乙烯醇很快分解,生成醋酸、乙醛、丁烯醇和水。因此是一种极易分解,对环境友好的有机塑料。通过提拉镀膜法、匀胶法、喷涂法、溶化干燥等方法可以很方便的在光滑表面上制备出均匀聚乙烯醇薄膜包覆材料。
上述实施例所得产品经过研究发现,一定厚度的聚乙烯醇薄膜包覆物理退火法制备出的金/银SERS基底,具有多种此前极少被注意到优良效果:1.聚乙烯醇薄膜较薄时,只产生强度很低的拉曼散射峰,不影响SERS检测;2.聚乙烯醇薄膜可以猝灭荧光,大幅提高物理退火法制备SERS基底的检测限;3.聚乙烯醇对溶液中的分子有收集作用,使其更容易吸附到SERS基底的热点附近,进一步增大SERS基底的检测限;4.由于聚乙烯醇的包覆作用,减少分子和金/银纳米基底直接接触,降低物质残留。同时聚乙烯醇可以方便的通过热水浸泡或者加热分解去除,从而实现了基底的重复循环利用。5.聚乙烯的包覆可以阻止银的氧化,或者与空气中的二氧化硫发生反应,保证基底的长期储存。6.制备方法工艺简单,成本极低。
Claims (10)
1.聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在表面上制备出微纳米级别的金/银薄膜;
(2)在高温条件下退火,使金/银薄膜转变为退火金/银纳米颗粒;
(3)将聚乙烯醇溶解,制备成聚乙烯醇溶液,用聚乙烯醇溶液对退火金/银纳米颗粒进性包覆改性。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的表面,为耐高温离子化合物、金属或半导体的粗糙或光滑表面。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,步骤(1)制备金/银薄膜的方法,为磁控溅射、热蒸发、离子溅射、化学镀膜中的一种。
4.根据权利要求1到3任一项所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,所述的金/银薄膜的厚度为1纳米~10000纳米。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的高温条件下退火的方法,退火条件为:温度100~2800摄氏度,退火保温的时间0.1秒~72小时。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,步骤(1)的制备金/银薄膜和步骤(2)的退火交替重复多次。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,步骤(3)中溶解聚乙烯醇的溶液为水,或者水与乙醇、甲醇、丙酮的混合溶液;聚乙烯醇的溶液中聚乙烯醇的浓度0.1克/升~100克/升。
8.根据权利要求1所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,步骤(3)包覆的方法,包括提拉镀膜法、旋涂法、喷涂法或自然干燥法;
所述的提拉镀膜法包覆聚乙烯醇的方法,是将物理退火的金/银基底浸入聚乙烯醇溶液中;提拉速度从100厘米/秒~0.0001毫米/秒;
所述的旋涂法包覆聚乙烯醇的方法,是将聚乙烯醇溶液涂布到退火金/银纳米基底表面;旋涂速度从1转/分钟~1000000转/分钟,经自然干燥或烘干包覆成膜;烘干温度从20摄氏度到200摄氏度;
所述的喷涂法包覆聚乙烯醇的方法,是将聚乙烯醇溶液分散为小液滴,喷涂到退火金/银纳米基底表面,液滴大小粒径可以是0.001微米~10毫米,经自然干燥或烘干包覆成膜;烘干温度从20摄氏度到200摄氏度;
所述的自然干燥包覆聚乙烯醇的方法,是将退火金/银纳米基底浸入到聚乙烯醇溶液中,或直接将聚乙烯醇溶液滴加到退火金/银纳米基底表面;经自然干燥或烘干包覆成膜;烘干温度从20摄氏度到200摄氏度。
9.根据权利要求1所述的聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底的制备方法,其特征在于,步骤(3)包覆薄膜的过程,可重复多次。
10.聚乙烯醇包覆表面增强拉曼散射基底,其特征在于,根据权利要求1到9任一项所述的制备方法所得。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210319 |