專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于有機(jī)大分子氣體(包括對(duì)環(huán)境危害的二噁英類(lèi)物質(zhì))和液體的定性和定量檢測(cè)的傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于表面Lsra的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法。
背景技術(shù)：
局域表面等離子體的共振狀態(tài)是指光與金屬納米結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)形成的局域在金屬表面的一種自由電子激發(fā)態(tài)，即自由電子的振蕩頻率與光子頻率相同時(shí)發(fā)生的集體振蕩，在光譜上表現(xiàn)為金屬納米顆?；蚪Y(jié)構(gòu)對(duì)光的吸收和散射現(xiàn)象。吸收和散射光譜的總和稱(chēng)為消光光譜，也稱(chēng)為L(zhǎng)SHU普。由于金屬納米結(jié)構(gòu)的LSI^R光譜對(duì)環(huán)境介質(zhì)十分敏感，因此在生物分子免疫實(shí)驗(yàn)、生物特異性識(shí)別以及有機(jī)磷檢測(cè)等液態(tài)分子的傳感方面具有重要應(yīng)用。而金屬特殊的納米結(jié)構(gòu)和合適尺寸是增強(qiáng)LSI^R光譜對(duì)環(huán)境介質(zhì)敏感程度的必要條件。二噁英類(lèi)(Dioxins)是迄今發(fā)現(xiàn)的無(wú)意識(shí)合成的副產(chǎn)品中毒性最強(qiáng)的化合物。檢測(cè)二噁英類(lèi)是防控的首要工作，二噁英的檢測(cè)技術(shù)難度較大，很難用一種方法檢測(cè)所有二噁英類(lèi)物質(zhì)。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的幾種檢測(cè)方法都各有優(yōu)缺點(diǎn)?；诮饘偌{米結(jié)構(gòu)的局域表面等離子體共振傳感方法為二噁英類(lèi)物質(zhì)檢測(cè)成為可能，在解決其環(huán)境污染物的探測(cè)問(wèn)題上有著巨大的潛力。研制出具有高度敏感性和特異性的金屬納米結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)SPR的分子印記二噁英仿生嗅覺(jué)傳感器，這對(duì)于降低二噁英污染物研究成本，提高其測(cè)量的靈敏度和選擇性具有重要意義。銀是導(dǎo)電性能最好的金屬，具有良好的化學(xué)性能和催化性能，抗菌性能和生物相容性出色，因而被廣泛應(yīng)用于電子、化學(xué)化工、生物醫(yī)學(xué)、藥物、日用品等等行業(yè)。而銀納米材料，由于其體積小、比表面大，物理、化學(xué)性能獨(dú)特，目前可以用作納米電子器件中的導(dǎo)線(xiàn)和開(kāi)關(guān)，新型的導(dǎo)電或生物醫(yī)藥復(fù)合材料，高效催化劑等等。但除此之外，銀納米材料具有本體銀所沒(méi)有的光學(xué)性能，這使得銀納米材料的用途更加廣泛，在眾多的納米材料中也備受重視，尤其在有機(jī)物光學(xué)檢測(cè)方面得到關(guān)注。銀納米材料的性能很大程度上取決于其形狀、尺寸、組成、結(jié)晶性和結(jié)構(gòu)，這使得相對(duì)應(yīng)的制備方法變得非常重要。制備出對(duì)二噁英類(lèi)物質(zhì)具有強(qiáng)靈敏度和選擇性的Ag納米結(jié)構(gòu)的傳感器將對(duì)其檢測(cè)的應(yīng)用有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于表面LSra的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，該Ag納米線(xiàn)傳感器可應(yīng)用于二噁英類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)鋁片的前處理先將厚為0. 2-0. 3mm、質(zhì)量純度彡99. 99%的高純鋁片在丙酮中浸泡30min以去除表面的油污，然后再分別浸在0. lmol/L的NaOH溶液和0. lmol/L的HCl溶液中20min，以溶解表面的氧化層并拋光；然后烘干，再放入真空爐，在400°C下退火4h， 退火目的是消除鋁片內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，減少晶格中存在的缺陷，增大晶粒尺寸甚至消除晶界，從而提高模板有序化程度；2) 一次陽(yáng)極氧化經(jīng)過(guò)前處理的鋁片(鋁片作為陽(yáng)極，陰極可采用鉛板)放置在電解槽中，陽(yáng)極的鋁片通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上，在冰浴條件下，0. 3mol/L的草酸溶液中、40V恒電壓電解6小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片；3)通過(guò)一次陽(yáng)極氧化在鋁片的表面形成了多孔的氧化鋁膜，但其頂部的氧化鋁層有序性較差；經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片浸在磷酸和鉻酸的混合液中，在60°C水浴條件下， 化學(xué)腐蝕約6小時(shí)除去表面生成的氧化鋁膜，此時(shí)在鋁片的表面形成了有序的六角形凹坑陣列結(jié)構(gòu)，得到鋁片模板；所述磷酸和鉻酸的混合液中磷酸的濃度為6wt%、鉻酸的濃度為 1. 8wt% ；4) 二次陽(yáng)極氧化與一次陽(yáng)極氧化相同的條件下進(jìn)行二次陽(yáng)極氧化，可在鋁層上形成有序性極高凹坑(或稱(chēng)孔洞)陣列結(jié)構(gòu)的氧化鋁模板；鋁片模板(鋁片模板作為陽(yáng)極， 陰極可采用鉛板)放置在電解槽中，陽(yáng)極的鋁片模板通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上，在冰浴條件下，0. 3mol/L的草酸溶液中、22V恒電壓電解10 12小時(shí)，得到鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板；5)在鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的前面(即氧化鋁的表面)蒸鍍一層金屬作為導(dǎo)電電極(金屬為Ag或Au)，用0. 5mol/L的CuCl2溶液除去剩余的鋁層(在 CuCl2溶液浸泡120min)，再用5wt%的磷酸溶液在30°C下腐蝕除去阻攔層(在磷酸溶液浸泡30min，鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的背面為剩余的鋁層，背面堵住凹坑的為阻攔層)，得到除去阻攔層后的氧化鋁模板；6)利用循環(huán)伏安法在除去阻攔層后的氧化鋁模板的背面(即除去阻攔層后的一面)的凹坑中電化學(xué)沉積Ag:Ag/AgCl電極作為參比電極，鉬電極作為輔助電極，首先將O.Olmol/L的六8而3溶液置入電解池中，連接好電極，然后設(shè)置電化學(xué)實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下掃描電壓調(diào)至OV -0. 6V， 掃描速率控制為0. 02V/s，掃描時(shí)間為300圈；待掃描結(jié)束后，將電沉積后的模板取出，并用去離子水沖洗2 5次，在室溫下干燥；7)最后用堿溶液[5wt%的NaOH溶液]溶去氧化鋁模板，得到基于表面LSI3R的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器。本發(fā)明的有益效果是合成的Ag納米線(xiàn)具有更大的比表面積和電磁場(chǎng)，有利于有機(jī)物(如二噁英類(lèi)物質(zhì))和Ag納米結(jié)構(gòu)相互作用，增強(qiáng)LSI^R分子識(shí)別效應(yīng)，從而大大提高Ag納米線(xiàn)傳感器的檢測(cè)效率和靈敏度，可應(yīng)用于有機(jī)大分子氣體和液體的定性和定量檢測(cè)，包括對(duì)環(huán)境危害的二噁英類(lèi)物質(zhì)。


圖1是電解裝置(電解槽)的示意圖。圖2是本發(fā)明除去阻攔層后的氧化鋁模板的制備過(guò)程示意圖，圖中A為鋁層，B為氧化鋁層，C為導(dǎo)電電極。圖3是氧化鋁模板的結(jié)構(gòu)示意圖(a)氧化鋁模板的平面掃描電鏡圖，(b)氧化鋁模板的側(cè)面掃描電鏡圖。圖4中的(a)、(b)是大面積Ag納米線(xiàn)陣列掃描電鏡圖；(c)是(a)的局部放大圖。圖5是實(shí)施例1的二噁英氣體實(shí)驗(yàn)。圖6是實(shí)施例2的二噁英氣體實(shí)驗(yàn)。圖7是實(shí)施例3的二噁英氣體實(shí)驗(yàn)。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1 一種基于表面LSra的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，它包括如下步驟1)鋁片的前處理先將厚為0. 2-0. 3mm、質(zhì)量純度彡99. 99%的高純鋁片在丙酮中浸泡30min以去除表面的油污，然后再分別浸在0. lmol/L的NaOH溶液和0. lmol/L的HCl 溶液中20min，以溶解表面的氧化層并拋光；然后烘干，再放入真空爐，在400°C下退火4h， 退火目的是消除鋁片內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，減少晶格中存在的缺陷，增大晶粒尺寸甚至消除晶界，從而提高模板有序化程度；2) 一次陽(yáng)極氧化經(jīng)過(guò)前處理的鋁片(鋁片作為陽(yáng)極，陰極可采用鉛板)放置在 H型電解槽中(如圖1所示)，陽(yáng)極的鋁片通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上，在冰浴條件下，
0.3mol/L的草酸溶液中、40V恒電壓電解6小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片(如圖2所示)；3)通過(guò)一次陽(yáng)極氧化在鋁片的表面形成了多孔的氧化鋁膜，但其頂部的氧化鋁層有序性較差；經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片浸在磷酸和鉻酸的混合液中，在60°C水浴條件下， 化學(xué)腐蝕約6小時(shí)除去表面生成的氧化鋁膜，此時(shí)在鋁片的表面形成了有序的六角形凹坑陣列結(jié)構(gòu)，得到鋁片模板；所述磷酸和鉻酸的混合液中磷酸的濃度為6wt%、鉻酸的濃度為
1.8wt% ；4) 二次陽(yáng)極氧化與一次陽(yáng)極氧化相同的條件下進(jìn)行二次陽(yáng)極氧化，可在鋁層上形成有序性極高凹坑(或稱(chēng)孔洞)陣列結(jié)構(gòu)的氧化鋁模板；鋁片模板(鋁片模板作為陽(yáng)極， 陰極可采用鉛板)放置在H型電解槽中，陽(yáng)極的鋁片模板通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上， 在冰浴條件下，0. 3mol/L的草酸溶液中、22V恒電壓電解12小時(shí)，得到鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板(如圖2所示)；5)在鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的前面(即氧化鋁的表面)蒸鍍一層金屬作為導(dǎo)電電極(金屬為Au，厚度一般為200nm左右)，用0. 5mol/L的CuCl2溶液除去剩余的鋁層(在CuCl2溶液浸泡120min)，再用5wt%的磷酸溶液在30°C下腐蝕除去阻攔層 (在磷酸溶液浸泡30min，鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的背面為剩余的鋁層， 背面堵住凹坑的為阻攔層；除去阻攔層后為通孔，如圖2、圖3所示)，得到除去阻攔層后的氧化鋁模板；6)利用循環(huán)伏安法在除去阻攔層后的氧化鋁模板的背面(即除去阻攔層后的一面)的凹坑中電化學(xué)沉積Ag:
Ag/AgCl電極作為參比電極，鉬電極作為輔助電極，首先將0. 01mol/L的AgNO3溶液置入電解池中，連接好電極，然后設(shè)置電化學(xué)實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下掃描電壓調(diào)至0V，掃描速率控制為0. 02V/S，掃描時(shí)間為300圈；待掃描結(jié)束后，將電沉積后的模板取出，并用去離子水沖洗3次，在室溫下干燥；7)最后用堿溶液[如5wt%的NaOH溶液]溶去氧化鋁模板，得到基于表面LSI3R 的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器(Ag納米線(xiàn)直徑大約為70nm，長(zhǎng)度達(dá)到2. 5um納米線(xiàn)陣列)。圖3是氧化鋁模板的結(jié)構(gòu)示意圖(a)氧化鋁模板的平面(頂端、前端)掃描電鏡圖，(b)氧化鋁模板的側(cè)面掃描電鏡圖。圖4中的(a)、(b)是大面積Ag納米線(xiàn)陣列(即Ag納米線(xiàn)傳感器)掃描電鏡圖； (c)是(a)的局部放大圖。二噁英氣體實(shí)驗(yàn)將基于表面LSra的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器應(yīng)用于二噁英氣體Lsra測(cè)試。實(shí)驗(yàn)裝置為把二噁英氣體通入到Lsra傳感器檢測(cè)氣室中，記錄時(shí)間和消光譜及效率的變化，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在一定時(shí)間內(nèi)二噁英氣體消光譜及效率與時(shí)間成線(xiàn)性關(guān)系(圖5)。圖5說(shuō)明了 Ag納米線(xiàn)傳感器可應(yīng)用于二噁英類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)。實(shí)施例2一種基于表面LSI3R的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，它包括如下步驟1)鋁片的前處理先將厚為0. 2-0. 3mm、質(zhì)量純度彡99. 99%的高純鋁片在丙酮中浸泡30min以去除表面的油污，然后再分別浸在0. lmol/L的NaOH溶液和0. lmol/L的HCl 溶液中20min，以溶解表面的氧化層并拋光；然后烘干，再放入真空爐，在400°C下退火4h， 退火目的是消除鋁片內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，減少晶格中存在的缺陷，增大晶粒尺寸甚至消除晶界，從而提高模板有序化程度；2) 一次陽(yáng)極氧化經(jīng)過(guò)前處理的鋁片(鋁片作為陽(yáng)極，陰極可采用鉛板)放置在 H型電解槽中(如圖1所示)，陽(yáng)極的鋁片通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上，在冰浴條件下，
0.3mol/L的草酸溶液中、40V恒電壓電解6小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片(如圖2所示)；3)通過(guò)一次陽(yáng)極氧化在鋁片的表面形成了多孔的氧化鋁膜，但其頂部的氧化鋁層有序性較差；經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片浸在磷酸和鉻酸的混合液中，在60°C水浴條件下， 化學(xué)腐蝕約6小時(shí)除去表面生成的氧化鋁膜，此時(shí)在鋁片的表面形成了有序的六角形凹坑陣列結(jié)構(gòu)，得到鋁片模板；所述磷酸和鉻酸的混合液中磷酸的濃度為6wt%、鉻酸的濃度為
1.8wt% ；4) 二次陽(yáng)極氧化與一次陽(yáng)極氧化相同的條件下進(jìn)行二次陽(yáng)極氧化，可在鋁層上形成有序性極高凹坑(或稱(chēng)孔洞)陣列結(jié)構(gòu)的氧化鋁模板；鋁片模板(鋁片模板作為陽(yáng)極， 陰極可采用鉛板)放置在H型電解槽中，陽(yáng)極的鋁片模板通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上， 在冰浴條件下，0. 3mol/L的草酸溶液中、22V恒電壓電解10小時(shí)，得到鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板(如圖2所示)；7)在鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的前面(即氧化鋁的表面)蒸鍍一層金屬作為導(dǎo)電電極(金屬為Ag，厚度一般為200nm左右)，用0. 5mol/L的CuCl2溶液除去剩余的鋁層(在CuCl2溶液浸泡120min)，再用5wt%的磷酸溶液在30°C下腐蝕除去阻攔層 (在磷酸溶液浸泡30min，鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的背面為剩余的鋁層， 背面堵住凹坑的為阻攔層；除去阻攔層后為通孔，如圖2所示)，得到除去阻攔層后的氧化鋁模板；6)利用循環(huán)伏安法在除去阻攔層后的氧化鋁模板的背面(即除去阻攔層后的一面)的凹坑中電化學(xué)沉積Ag:Ag/AgCl電極作為參比電極，鉬電極作為輔助電極，首先將0. 01mol/L的AgNO3溶液置入電解池中，連接好電極，然后設(shè)置電化學(xué)實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下掃描電壓調(diào)至-0. 6V，掃描速率控制為0. 02V/s，掃描時(shí)間為300圈；待掃描結(jié)束后，將電沉積后的模板取出，并用去離子水沖洗數(shù)次，在室溫下干燥；5)最后用堿溶液[5wt%的NaOH溶液]溶去氧化鋁模板，得到基于表面LSI3R的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器(Ag納米線(xiàn)直徑大約為62nm，長(zhǎng)度達(dá)到2. Oum納米線(xiàn)陣列)。二噁英氣體實(shí)驗(yàn)將基于表面LSra的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器應(yīng)用于二噁英氣體Lsra測(cè)試。實(shí)驗(yàn)裝置為把二噁英氣體通入到Lsra傳感器檢測(cè)氣室中，記錄時(shí)間和消光譜及效率的變化，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在一定時(shí)間內(nèi)二噁英氣體消光譜及效率與時(shí)間成線(xiàn)性關(guān)系(圖6)。圖6說(shuō)明了 Ag納米線(xiàn)傳感器可應(yīng)用于二噁英類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)。實(shí)施例3一種基于表面LSI3R的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，它包括如下步驟1)鋁片的前處理先將厚為0. 2-0. 3mm、質(zhì)量純度彡99. 99%的高純鋁片在丙酮中浸泡30min以去除表面的油污，然后再分別浸在0. lmol/L的NaOH溶液和0. lmol/L的HCl 溶液中20min，以溶解表面的氧化層并拋光；然后烘干，再放入真空爐，在400°C下退火4h， 退火目的是消除鋁片內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，減少晶格中存在的缺陷，增大晶粒尺寸甚至消除晶界，從而提高模板有序化程度；2) 一次陽(yáng)極氧化經(jīng)過(guò)前處理的鋁片(鋁片作為陽(yáng)極，陰極可采用鉛板)放置在 H型電解槽中(如圖1所示)，陽(yáng)極的鋁片通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上，在冰浴條件下，
0.3mol/L的草酸溶液中、40V恒電壓電解6小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片(如圖2所示)；3)通過(guò)一次陽(yáng)極氧化在鋁片的表面形成了多孔的氧化鋁膜，但其頂部的氧化鋁層有序性較差；經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片浸在磷酸和鉻酸的混合液中，在60°C水浴條件下， 化學(xué)腐蝕約6小時(shí)除去表面生成的氧化鋁膜，此時(shí)在鋁片的表面形成了有序的六角形凹坑陣列結(jié)構(gòu)，得到鋁片模板；所述磷酸和鉻酸的混合液中磷酸的濃度為6wt%、鉻酸的濃度為
1.8wt% ；4) 二次陽(yáng)極氧化與一次陽(yáng)極氧化相同的條件下進(jìn)行二次陽(yáng)極氧化，可在鋁層上形成有序性極高凹坑(或稱(chēng)孔洞)陣列結(jié)構(gòu)的氧化鋁模板；鋁片模板(鋁片模板作為陽(yáng)極， 陰極可采用鉛板)放置在H型電解槽中，陽(yáng)極的鋁片模板通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上， 在冰浴條件下，0. 3mol/L的草酸溶液中、22V恒電壓電解12小時(shí)，得到鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板(如圖2所示)；
5)在鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的前面(即氧化鋁的表面)蒸鍍一層金屬作為導(dǎo)電電極(金屬為Au，厚度一般為200nm左右)，用0. 5mol/L的CuCl2溶液除去剩余的鋁層(在CuCl2溶液浸泡120min)，再用5wt%的磷酸溶液在30°C下腐蝕除去阻攔層 (在磷酸溶液浸泡30min，鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的背面為剩余的鋁層， 背面堵住凹坑的為阻攔層；除去阻攔層后為通孔，如圖2所示)，得到除去阻攔層后的氧化鋁模板；6)利用循環(huán)伏安法在除去阻攔層后的氧化鋁模板的背面(即除去阻攔層后的一面)的凹坑中電化學(xué)沉積Ag:Ag/AgCl電極作為參比電極，鉬電極作為輔助電極，首先將0. 01mol/L的AgNO3溶液置入電解池中，連接好電極，然后設(shè)置電化學(xué)實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下掃描電壓調(diào)至-0. 4V，掃描速率控制為0. 02V/s，掃描時(shí)間為200圈；待掃描結(jié)束后，將電沉積后的模板取出，并用去離子水沖洗數(shù)次，在室溫下干燥；7)最后用堿溶液[5wt%的NaOH溶液]溶去氧化鋁模板，得到基于表面LSI3R的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器(Ag納米線(xiàn)直徑大約為50nm，長(zhǎng)度達(dá)到1. Oum納米線(xiàn)陣列)。二噁英氣體實(shí)驗(yàn)將基于表面LSra的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器應(yīng)用于二噁英氣體Lsra測(cè)試。實(shí)驗(yàn)裝置為把二噁英氣體通入到Lsra傳感器檢測(cè)氣室中，記錄時(shí)間和消光譜及效率的變化，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在一定時(shí)間內(nèi)二噁英氣體消光譜及效率與時(shí)間成線(xiàn)性關(guān)系(圖7)。圖7說(shuō)明了 Ag納米線(xiàn)傳感器可應(yīng)用于二噁英類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)鋁片的前處理；2)一次陽(yáng)極氧化經(jīng)過(guò)前處理的鋁片放置在電解槽中，陽(yáng)極的鋁片通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上，在冰浴條件下，0. 3mol/L的草酸溶液中、40V恒電壓電解6小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片；3)經(jīng)過(guò)一次陽(yáng)極氧化的鋁片浸在磷酸和鉻酸的混合液中，在60°C水浴條件下，化學(xué)腐蝕6小時(shí)除去表面生成的氧化鋁膜，此時(shí)在鋁片的表面形成了有序的六角形凹坑陣列結(jié)構(gòu)，得到鋁片模板；所述磷酸和鉻酸的混合液中磷酸的濃度為6wt%、鉻酸的濃度為 1. 8wt% ；4)二次陽(yáng)極氧化鋁片模板放置在電解槽中，陽(yáng)極的鋁片模板通過(guò)銅電極接到直流穩(wěn)壓電源上，在冰浴條件下，0. 3mol/L的草酸溶液中、22V恒電壓電解10 12小時(shí)，得到鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板；5)在鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的前面蒸鍍一層金屬作為導(dǎo)電電極，用 0. 5mol/L的CuCl2溶液除去鋁層，再用5wt%的磷酸溶液在30°C下腐蝕除去阻攔層，得到除去阻攔層后的氧化鋁模板；6)利用循環(huán)伏安法在除去阻攔層后的氧化鋁模板的背面的凹坑中電化學(xué)沉積AgAg/AgCl電極作為參比電極，鉬電極作為輔助電極，首先將O.Olmol/L的AgNO3溶液置入電解池中，連接好電極，然后設(shè)置電化學(xué)實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下掃描電壓調(diào)至OV -0. 6V，掃描速率控制為0. 02V/s，掃描時(shí)間為300圈；待掃描結(jié)束后，將電沉積后的模板取出，并用去離子水沖洗2 5次，在室溫下干燥；7)最后用堿溶液溶去氧化鋁模板，得到基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)^Vg納米線(xiàn)傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)^Vg納米線(xiàn)傳感器的制備方法，其特征在于所述鋁片的前處理為先將厚為0. 2-0. 3mm、質(zhì)量純度> 99. 99%的高純鋁片在丙酮中浸泡30min，然后再分別浸在0. lmol/L的NaOH溶液和0. lmol/L的HCl 溶液中20min ；然后烘干，再放入真空爐，在400°C下退火4h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，其特征在于步驟5)中的金屬為Ag或Au。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，其特征在于步驟7)中的堿溶液溶為5wt%的NaOH溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法。一種基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)鋁片的前處理；2)一次陽(yáng)極氧化；3)化學(xué)腐蝕除去表面生成的氧化鋁膜；4)二次陽(yáng)極氧化；5)在鋁層表面經(jīng)過(guò)二次陽(yáng)極氧化的氧化鋁模板的前面蒸鍍一層金屬作為導(dǎo)電電極，用0.5mol/L的CuCl2溶液除去鋁層，再用5wt％的磷酸溶液在30℃下腐蝕除去阻攔層，得到除去阻攔層后的氧化鋁模板；6)利用循環(huán)伏安法在除去阻攔層后的氧化鋁模板的背面的凹坑中電化學(xué)沉積Ag；7)最后用堿溶液溶去氧化鋁模板，得到基于表面LSPR的分子印記仿生嗅覺(jué)Ag納米線(xiàn)傳感器。該Ag納米線(xiàn)傳感器可應(yīng)用于二噁英類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)。
文檔編號(hào)B81C1/00GK102320551SQ20111014369
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者包楚才, 周富春, 毛海燕, 毛雷, 皮振邦 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)