一种多孔硅-银纳米枝晶颗粒及其制备和SERS检测方法技术

本发明专利技术一种多孔硅

【技术实现步骤摘要】
一种多孔硅
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银纳米枝晶颗粒及其制备和SERS检测方法


[0001]本专利技术属于电化学腐蚀与硅微结构制备领域，具体涉及一种多孔硅
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银纳米枝晶颗粒及其制备和SERS检测方法。

技术介绍

[0002]自从1974年Fleischmann在粗糙的银电极表面吡啶分子结构中发现高强度拉曼散射现象。2003年，首次出现在多孔硅上附着金属纳米颗粒，并验证了多孔硅
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金属作为SERS性能，2004年，Haohao Lin利用浸泡法在多孔硅表面合成银纳米枝晶复合结构，并且以罗丹明R6G作为探针分子来检测该基底的SERS性能。直到2014年，多孔硅复合金属纳米结构的制备及性能再次受到关注。
[0003]G H Jiang等人将AgNO3和PVP溶液缓缓倒入经过恒温(120℃)回流和磁力搅拌的乙二醇中，溶液10min后会呈现褐色，1.5h后会长出长度在0.5～1μm之间、宽度在100～200nm之间的银枝晶结构。Rong He等人用频率为2450电化学腐蚀与硅微结构制备领域，具体涉及一种新型多孔硅
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银纳米枝晶颗粒及其制备方法。
[0004]MHz、功率为1000W的微波炉去辐射PVP、AgNO3和DMF的混合溶液，从而制备树枝状银纳米结构。X Zheng等人将维生素C作为还原剂，还原微乳液(含有表面活性剂)中的Ag
+
，从而制得树枝状银纳米结构。Jianping Xiao等人在超声条件下利用Raney镍与AgNO3溶液中的Ag<br/>+
的置换反应，来制取银树枝状结构。
[0005]目前，硅
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金属结构的传统制备方法是光诱导法、聚合物辅助方法和表面活性剂辅助方法等，这些制备多孔硅—银纳米枝晶的方法工序很复杂且用时很长，来制备出SERS基底。另外还有一些学者用热分解方法制备多孔硅
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金属结构，热分解也需要先制备出多孔硅样品，将多孔硅浸泡在硝酸银溶液中，使溶液充分浸泡多孔硅后可立即取出，然后放入烘箱，将温度调到硝酸银的热分解温度。该方法对环境的要求较高，而且步骤较多，操作麻烦。因为多孔硅—银纳米枝晶结构在检测被检测物时需要将被检测物滴到基底上进行检测，在检测时很麻烦，有很多局限性，而在众多硅
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金属结构的研究当中，对于多孔硅
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银纳米枝晶颗粒的制备方法还没有报道。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术提供一种多孔硅
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银纳米枝晶颗粒及其制备和SERS检测方法，该颗粒可以作为SERS基底进行拉曼检测，多孔硅
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银纳米枝晶颗粒的制备主要包括选择硅片、清洗硅片、配制电解腐蚀液、通电腐蚀、配制电解分离液、通电分离和超声波震碎的步骤，首先分别用丙酮、酒精和去离子水对硅片进行超声波清洗，以此除去多孔硅上的油污和杂质；接着将氢氟酸(HF)、二甲基甲酰胺(DMF)和硝酸银溶液按一定的比例配制出电解液；近而对硅片进行电化学阳极腐蚀；然后将氢氟酸(HF)、乙醇(C2H6O)溶液按一定的比例配制出电解液替换原溶液进行电化学分离；最后用去离子水冲洗样品，放到容器里进行超声波震碎。本专利技术首次实现了多孔硅
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银纳米枝晶颗粒的制备，该方法操作方便，步骤简单，对
实验环境的要求不高而且用时较短，适合大批量、快速制备用于SERS性能生物检测的基底颗粒。本专利技术提出了分步合成制备法，本专利技术是首次将多孔硅
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银纳米枝晶颗粒结构做成颗粒状态，可以实现对被检测物质的灵活检测。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种多孔硅
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银纳米枝晶颗粒制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤S1、选择材料：选择P型硅片，并将硅片切割成多块小硅片；
[0009]步骤S2、清洗样品：将步骤S1切割后的硅片放入超声波清洗机中，依次用去离子水、酒精、丙酮清洗硅片，去除表面杂质和油污；
[0010]步骤S3、溶液配制：配制电化学腐蚀液，腐蚀液包括40wt％HF、DMF和硝酸银溶液，40wt％HF、DMF和硝酸银溶液按16:9:8的比例混合配制；
[0011]步骤S4、电化学腐蚀：设定腐蚀参数将步骤S2中清洗后的硅片放入盛有步骤S3的电化学腐蚀液的阳极氧化装置中，进行电化学阳极腐蚀，硅片上形成多孔硅
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银纳米枝晶；
[0012]步骤S5、溶液配制：配制电化学腐蚀液，腐蚀液包括乙醇和40wt％HF溶液，乙醇和40wt％HF溶液按14:1的比例混合配制；
[0013]步骤S6、电化学分离：设定腐蚀参数将步骤S4腐蚀后的硅片放入盛有步骤S5的电化学腐蚀液的阳极氧化装置中，进行多孔硅
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银纳米枝晶电化学分离；
[0014]步骤S7、已分离样品震碎：步骤S6电化学分离结束后，取出硅片并用去离子水清洗腐蚀区域，之后放到盛有乙醇溶液的容器中，最后放入超声波仪器中超声震碎处理，静置，取出硅片，留下多孔硅
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银纳米枝晶颗粒溶液。
[0015]上述方案中，所述步骤S3中在具有通风橱的操作台上使用量筒配制电化学腐蚀液。
[0016]上述方案中，所述步骤S4中的腐蚀参数为：施加40mA/cm2的恒定电流，腐蚀时间为5min。
[0017]上述方案中，所述步骤S5中在具有通风橱的操作台上使用量筒配制电化学腐蚀液。
[0018]上述方案中，所述步骤S6中的腐蚀参数为：施加22mA/cm2的恒定电流，腐蚀时间为3min。
[0019]一种根据所述多孔硅
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银纳米枝晶颗粒制备方法制备得到的多孔硅
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银纳米枝晶颗粒。
[0020]一种基于多孔硅
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银纳米枝晶颗粒的SERS检测方法，包括以下步骤：将权利要求6所述的多孔硅
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银纳米枝晶颗粒用于SERS检测。
[0021]上述方案中，所述基于多孔硅
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银纳米枝晶颗粒的SERS检测方法包括以下步骤：将被测物质加入到含有所述多孔硅
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银纳米枝晶颗粒的溶液中浸泡2～3h后，将溶液倒入离心管以6000r/min的转速进行离心10min，得到浸泡后的具有被测物质的多孔硅
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银纳米枝晶颗粒进行SERS检测。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种分步合成的方法，制备出了多孔硅
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银纳米枝晶颗粒，该方法直接将硝酸银溶液加入到腐蚀多孔硅的电解液中，然后进行通电分离和超声波震碎，步骤简单，操作方便，用时较短。在进行拉曼检测时，传统的检测方法是将被检测溶液滴到基底上进行检测，而多孔硅
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银纳米枝晶颗粒可以实现对溶液的检测，也可以将含有该颗粒的溶液滴到被检测固体物上，待离心烘干或者自然晾干后进
行拉曼检测。由于被测物质的信号强度不是很高，该颗粒将该被测物质的信号强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔硅
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银纳米枝晶颗粒制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、选择材料：选择P型硅片，并将硅片切割成多块小硅片；步骤S2、清洗样品：将步骤S1切割后的硅片放入超声波清洗机中，依次用去离子水、酒精、丙酮清洗硅片，去除表面杂质和油污；步骤S3、溶液配制：配制电化学腐蚀液，腐蚀液包括40wt％HF、DMF和硝酸银溶液，40wt％HF、DMF和硝酸银溶液按16:9:8的比例混合配制；步骤S4、电化学腐蚀：设定腐蚀参数将步骤S2中清洗后的硅片放入盛有步骤S3的电化学腐蚀液的阳极氧化装置中，进行电化学阳极腐蚀，硅片上形成多孔硅
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银纳米枝晶；步骤S5、溶液配制：配制电化学腐蚀液，腐蚀液包括乙醇和40wt％HF溶液，乙醇和40wt％HF溶液按14:1的比例混合配制；步骤S6、电化学分离：设定腐蚀参数将步骤S4腐蚀后的硅片放入盛有步骤S5的电化学腐蚀液的阳极氧化装置中，进行多孔硅
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银纳米枝晶电化学分离；步骤S7、已分离样品震碎：步骤S6电化学分离结束后，取出硅片并用去离子水清洗腐蚀区域，之后放到盛有乙醇溶液的容器中，最后放入超声波仪器中超声震碎处理，静置，取出硅片，留下多孔硅
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银纳米枝晶颗粒溶液。2.根据权利要求1所述的多孔硅
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银纳米枝晶颗粒制备方法，其特征在于，所述步骤S3中在具有通风橱的操作台上使用量筒配制电化学腐蚀液。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛道晗，赵承祥，张立强，胡州，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：