基于MXene的SERS薄膜基底的制备方法及应用
阅读说明：本技术 基于MXene的SERS薄膜基底的制备方法及应用 (Preparation method and application of SERS (surface enhanced Raman Scattering) thin film substrate based on MXene ) 是由 王凤平 何志权 李岩 马骏杰 何康 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于MXene的SERS薄膜基底制备方法及应用,涉及表面增强拉曼散射光谱技术领域,本发明所述的方法包括使用氟化锂-盐酸为刻蚀分层剂选择性刻蚀掉前驱体MAX材料中的Al原子层,所获得的双过渡金属碳化物二维层状材料用去离子水将其反复清洗、离心；然后将其在去离子水中分散,摇晃,再离心抽滤；得到新型的自支撑SERS薄膜基底。本发明所用的制备方法操作简单,成本低廉,具有灵敏度高,拉曼增强效果好,可重现性高等优点,可应用于环境、食品安全、生物标志物等领域的痕量检测,具有广阔的应用前景。(The invention discloses a preparation method and application of an MXene-based SERS film substrate, and relates to the technical field of surface enhanced Raman scattering spectroscopy, the method comprises the steps of selectively etching an Al atomic layer in a MAX material of a precursor by using lithium fluoride-hydrochloric acid as an etching delaminating agent, and repeatedly cleaning and centrifuging the obtained double-transition metal carbide two-dimensional layered material by using deionized water; then dispersing the mixture in deionized water, shaking, and then carrying out centrifugal suction filtration; obtaining the novel self-supporting SERS film substrate. The preparation method provided by the invention is simple to operate, low in cost, high in sensitivity, good in Raman enhancement effect, high in reproducibility and the like, can be applied to trace detection in the fields of environment, food safety, biomarkers and the like, and has a wide application prospect.)
技术领域
本发明涉及表面增强拉曼散射光谱技术领域，尤其涉及一种基于MXene的SERS薄膜基底的制备方法及应用。
技术背景
拉曼散射光谱是基于印度科学家Chandrasekhara Venkata Raman于1928年所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析研究分子振动、转动方面信息，得到分子结构的一种检测分析技术。然而，拉曼散射截面较小并且在检测具有强荧光背底的材料过程中，产生的拉曼信号容易被荧光淹没；另外，在痕量检测方面的低灵敏度缺陷，制约了拉曼散射的应用。
直到20世纪70年代中期，Fleischmann、VanDuyne和Creighton分别领导的3个研究组分别观测和确认了表面增强拉曼现象，通过计算，这种在粗糙银电极表面的吡啶分子的拉曼信号是其水溶液的106倍。将这一崭新的现象称为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)。后来陆续发展了主要以金、银、铜作为SERS基底，克服了散射截面小的问题，可以成数量级地放大拉曼散射信号，在物理学、化学、医学和生物学等领域得到了广泛的关注。然而这些贵金属材料不仅制备工艺复杂，而且价格昂贵，因此寻找一种价格低廉、易于制备、拉曼增强效果好和重现性高的SERS基底材料是决定SERS技术能否得到广泛应用的关键。
自2011年美国德雷塞尔大学Yury Gogotsi课题组首次制备出一种二维层状过渡金属碳化物Ti3C2 MXene以来，这类兼具高电子电导率和亲水性的二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物，即MXenes，正处于较高水平的快速发展中，并且在储能，催化、传感、电磁屏蔽等领域被广泛研究。MXene因其优异的电子转移能力和吸附能力，并且在可见光区具有局域表面等离子体共振效应，赋予其在SERS领域很好的应用前景。现有技术往往将制备的典型的Ti3C2 MXene自支撑层状材料作为SERS基底，但其拉曼增强效果并不理想。