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利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測方法與流程

文檔序號:12649175閱讀:242來源:國知局
利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測方法與流程
本發(fā)明屬于光譜分析技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測方法。

背景技術(shù):
表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)具有靈敏性高、不受水的干擾、對檢測物質(zhì)無損傷并且能夠提供豐富的分子結(jié)構(gòu)信息等突出優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于食品檢測、生物醫(yī)學(xué)、材料分析、化學(xué)分析等領(lǐng)域。但表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速、現(xiàn)場、實(shí)時(shí)的檢測的前提要求是其必須具有較好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。近年來,很多不同種類具有拉曼活性的基底已經(jīng)被制作并應(yīng)用于SERS檢測,現(xiàn)有的SERS基底可大致分為金屬溶膠和載有金屬納米顆粒的固體兩類。金屬溶膠是較早應(yīng)用于SERS檢測的SERS基底,其制備方法相對簡單且技術(shù)成熟,但是,使用金屬溶膠作為SERS基底進(jìn)行SERS檢測時(shí),不能確保SERS信號的靈敏性和重復(fù)性。將固體類的SERS基底應(yīng)用于SERS檢測已經(jīng)成為了SERS研究領(lǐng)域的趨勢,目前市場上主要有兩種固體SERS基底,分別是英國Renishaw公司生產(chǎn)的Klarite基底和美國Nanova公司生產(chǎn)的Q-SERS基底,都已經(jīng)用于食品檢測分析,但是它們的價(jià)格相對昂貴,無法實(shí)現(xiàn)廣泛地推廣和應(yīng)用。因此,發(fā)展一種具有較高的靈敏性、較好的重復(fù)性、低成本的SERS檢測方法是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有SERS基底存在靈敏性差、重復(fù)性差,或者生產(chǎn)成本高的問題。而提供利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測方法。微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的制備方法,具體是按以下步驟完成的:一、壓制坯體:將氧化物粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s~10MPa/s升壓至壓力為0.1MPa~40MPa,并在壓力為0.1MPa~40MPa下保持10s~60s,取出得到的陶瓷材料坯體;二、焙燒:將步驟一得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為600℃~1300℃下焙燒0.5h~4h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料。微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的應(yīng)用,微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料代替現(xiàn)有SERS基底作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用。利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測方法,具體是按以下步驟完成的:①、制備銀溶膠:將1mg~100mg硝酸銀溶于250mL超純水中并煮沸,然后在煮沸條件下加入1mL~50mL質(zhì)量濃度為1%的檸檬三酸鈉溶液,并繼續(xù)煮沸0.5h~5h,停止加熱并冷卻至室溫,得到銀溶膠;②、混合:將銀溶膠與含X待測物溶液混合,且混合均勻,得到混合液;所述的銀溶膠與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10);所述的含X待測物溶液中X為目標(biāo)物質(zhì);③、確定拉曼位移、靈敏度及標(biāo)準(zhǔn)曲線:以X為目標(biāo)物質(zhì),以微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為含X待測物溶液的載體,利用便攜式拉曼光譜儀進(jìn)行檢測,確定X的拉曼特征峰對應(yīng)的拉曼位移Acm-1,確定對X的檢測靈敏度B×10-nmol/L,n為正整數(shù),根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)X的拉曼位移Acm-1位置處的拉曼強(qiáng)度和目標(biāo)物質(zhì)X的濃度擬合曲線圖,得到拉曼強(qiáng)度-X濃度曲線圖,該圖橫坐標(biāo)為目標(biāo)物質(zhì)X的濃度,縱坐標(biāo)為目標(biāo)物質(zhì)X的拉曼強(qiáng)度,該目標(biāo)物質(zhì)X的濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=axm+b,方程中y為目標(biāo)物質(zhì)X的拉曼強(qiáng)度,x為目標(biāo)物質(zhì)X的濃度,a和b為常數(shù),m為介于1~5之間的正數(shù);④、檢測:(1)、取1μL~30μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面形成淺灰色圓形印痕;用便攜式拉曼光譜儀檢測步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)的SERS信號,積分時(shí)間為0.1s~100s,得到拉曼光譜圖,如果在拉曼位移Acm-1處存在X的拉曼特征峰,則確定含X待測物溶液中含有X,并記錄對應(yīng)的拉曼強(qiáng)度M1;(2)、重復(fù)步驟④(1)操作4次,分別記錄對應(yīng)的拉曼強(qiáng)度M2、M3、M4和M5,根據(jù)M1、M2、M3、M4和M5計(jì)算平均值M,將M值代入步驟③得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中,計(jì)算出含X待測物溶液中目標(biāo)物質(zhì)X的濃度,即完成利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將氧化物粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s~10MPa/s升壓至壓力為0.1MPa~40MPa,并在壓力為0.1MPa~40MPa下保持10s~60s,取出得到的陶瓷材料坯體;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為600℃~1300℃下焙燒0.5h~4h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到用于表面增強(qiáng)拉曼光譜的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):一、微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的制備過程采用將氧化物粉末先壓制成圓柱形坯體后再燒結(jié)的方法,這種制作方法具有操作簡單、制備周期短、整個(gè)流程都不需要苛刻的實(shí)驗(yàn)條件、成本低和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn),這些都對未來將微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料發(fā)展為市場化的SERS檢測基底奠定了基礎(chǔ);二、由于在壓制的過程中圓柱形坯體會比其他立體形狀受力更均勻,因此能夠在陶瓷材料表面形成孔徑均勻、孔隙分布整齊且穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu),并且能夠在常溫常壓下長時(shí)間保存且不改變微觀形貌。保證了微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料代替現(xiàn)有SERS基底作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí)具有高重復(fù)性和穩(wěn)定性;三、由于微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面特殊的微觀形貌能夠很好地與金屬溶膠相結(jié)合輔助金屬溶膠產(chǎn)生更多有效的“熱點(diǎn)”,從而采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用能提高SERS檢測的靈敏性;四、采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí),在SERS檢測的過程中,液體的溶劑會迅速滲透到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料內(nèi)部,多次在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面同一位置處滴加待測混合液會對待測物起到一定的富集作用,進(jìn)一步提高SERS檢測的靈敏性;五、在SERS檢測過程中,傳統(tǒng)的方法是直接將激光聚焦在待測液體內(nèi)部,但SERS檢測過程中一些液體會因激光能量的作用而揮發(fā),嚴(yán)重影響SERS信號的穩(wěn)定性和重復(fù)性。而采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí),通過微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料輔助金屬溶膠進(jìn)行SERS檢測的方法液態(tài)被檢物質(zhì)快速滲入微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi),很好地避免了上述問題,有效地提高了SERS信號的穩(wěn)定性和重復(fù)性。附圖說明圖1是實(shí)施例1制備的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的SEM圖;圖2是拉曼光譜圖,圖中A表示實(shí)施例2得到的拉曼光譜圖,圖中B表示實(shí)施例3得到的拉曼光譜圖,圖中C表示實(shí)施例4得到的拉曼光譜圖;圖3是拉曼強(qiáng)度柱形圖,圖中A1表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處a位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B1表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處a位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A2表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處b位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B2表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處b位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A3表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處c位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B3表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處c位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A4表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處d位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B4表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處d位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A5表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處e位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B5表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處e位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A6表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處f位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B6表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處f位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A7表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處g位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B7表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處g位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A8表示實(shí)施例5在拉曼位移為1077cm-1處h位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B8表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處h位置的拉曼強(qiáng)度;圖4是拉曼強(qiáng)度柱形圖,圖中A1表示實(shí)施例5在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例2得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B1表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例2得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A2表示實(shí)施例5在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例6得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B2表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例6得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A3表示實(shí)施例5在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例7得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B3表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例7得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A4表示實(shí)施例5在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例8得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B4表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例8得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A5表示實(shí)施例5在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例9得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B5表示實(shí)施例5在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例9得到的拉曼強(qiáng)度;圖5是拉曼光譜圖,圖中A表示實(shí)施例10得到的拉曼光譜圖,圖中B表示實(shí)施例11得到的拉曼光譜圖,圖中C表示實(shí)施例12得到的拉曼光譜圖,圖中D表示實(shí)施例13得到的拉曼光譜圖,圖中E表示實(shí)施例14得到的拉曼光譜圖,圖中F表示實(shí)施例15得到的拉曼光譜圖,圖中G表示實(shí)施例16得到的拉曼光譜圖;圖6是拉曼光譜圖,圖中A表示三聚氰胺濃度為20mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中B表示三聚氰胺濃度為10mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中C表示三聚氰胺濃度為5mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中D表示三聚氰胺濃度為2.5mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中E表示三聚氰胺濃度為1mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中F表示三聚氰胺濃度為0.5mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中G表示三聚氰胺濃度為0.25mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中H表示三聚氰胺濃度為0.1mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中J表示三聚氰胺濃度為0mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖;圖7是拉曼強(qiáng)度比值-三聚氰胺的濃度曲線圖。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一:本實(shí)施方式是微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的制備方法,具體是按以下步驟完成的:一、壓制坯體:將氧化物粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s~10MPa/s升壓至壓力為0.1MPa~40MPa,并在壓力為0.1MPa~40MPa下保持10s~60s,取出得到的陶瓷材料坯體;二、焙燒:將步驟一得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為600℃~1300℃下焙燒0.5h~4h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料。氧化物由于具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn),被廣泛地用于制備陶瓷材料。一些陶瓷材料具有一定粗糙度的自然表面,微觀結(jié)構(gòu)孔徑分布均勻,且能夠長期保存,制備工藝簡單、成本低,這些特點(diǎn)都非常適合與金屬溶膠相結(jié)合用于SERS對痕量物質(zhì)的檢測。微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的制備過程采用將氧化物粉末先壓制成圓柱形坯體后再燒結(jié)的方法,這種制作方法具有操作簡單、制備周期短、整個(gè)流程都不需要苛刻的實(shí)驗(yàn)條件、成本低和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn),這些都對未來將微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料發(fā)展為市場化的SERS檢測基底奠定了基礎(chǔ)。由于在壓制的過程中圓柱形坯體會比其他立體形狀受力更均勻,因此能夠在陶瓷材料表面形成孔徑均勻、孔隙分布整齊且穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu),并且能夠在常溫常壓下長時(shí)間保存且不改變微觀形貌。保證了微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料代替現(xiàn)有SERS基底作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí)具有高重復(fù)性和穩(wěn)定性。具體實(shí)施方式二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是:步驟一中所述的氧化物粉末的平均粒徑為1nm~10μm。其他與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二之一不同點(diǎn)是:步驟一中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。其他與具體實(shí)施方式一或二相同。具體實(shí)施方式四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同點(diǎn)是:步驟一中所述的氧化物粉末為可燒制成多孔結(jié)構(gòu)陶瓷的材料的氧化物粉末。其他與具體實(shí)施方式一至三相同。具體實(shí)施方式五:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同點(diǎn)是:步驟一中所述的氧化物粉末為氧化鋁粉末、氧化鋯粉末、氧化鎂粉末、氧化鈦粉末或氧化鋅粉末。其他與具體實(shí)施方式一至四相同。具體實(shí)施方式六:微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的應(yīng)用,微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料代替現(xiàn)有SERS基底作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用。由于微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面特殊的微觀形貌能夠很好地與金屬溶膠相結(jié)合輔助金屬溶膠產(chǎn)生更多有效的“熱點(diǎn)”,從而采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用能提高SERS檢測的靈敏性。采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí),在SERS檢測的過程中,液體的溶劑會迅速滲透到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料內(nèi)部,多次在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面同一位置處滴加待測混合液會對待測物起到一定的富集作用,進(jìn)一步提高SERS檢測的靈敏性。在SERS檢測過程中,傳統(tǒng)的方法是直接將激光聚焦在待測液體內(nèi)部,但SERS檢測過程中一些液體會因激光能量的作用而揮發(fā),嚴(yán)重影響SERS信號的穩(wěn)定性和重復(fù)性。而采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí),通過微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料輔助金屬溶膠進(jìn)行SERS檢測的方法液態(tài)被檢物質(zhì)快速滲入微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi),很好地避免了上述問題,有效地提高了SERS信號的穩(wěn)定性和重復(fù)性。具體實(shí)施方式七:本實(shí)施方式是利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測方法,具體是按以下步驟完成的:①、制備銀溶膠:將1mg~100mg硝酸銀溶于250mL超純水中并煮沸,然后在煮沸條件下加入1mL~50mL質(zhì)量濃度為1%的檸檬三酸鈉溶液,并繼續(xù)煮沸0.5h~5h,停止加熱并冷卻至室溫,得到銀溶膠;②、混合:將銀溶膠與含X待測物溶液混合,且混合均勻,得到混合液;所述的銀溶膠與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10);所述的含X待測物溶液中X為目標(biāo)物質(zhì);③、確定拉曼位移、靈敏度及標(biāo)準(zhǔn)曲線:以X為目標(biāo)物質(zhì),以微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為含X待測物溶液的載體,利用便攜式拉曼光譜儀進(jìn)行檢測,確定X的拉曼特征峰對應(yīng)的拉曼位移Acm-1,確定對X的檢測靈敏度B×10-nmol/L,n為正整數(shù),根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)X的拉曼位移Acm-1位置處的拉曼強(qiáng)度和目標(biāo)物質(zhì)X的濃度擬合曲線圖,得到拉曼強(qiáng)度-X濃度曲線圖,該圖橫坐標(biāo)為目標(biāo)物質(zhì)X的濃度,縱坐標(biāo)為目標(biāo)物質(zhì)X的拉曼強(qiáng)度,該目標(biāo)物質(zhì)X的濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=axm+b,方程中y為目標(biāo)物質(zhì)X的拉曼強(qiáng)度,x為目標(biāo)物質(zhì)X的濃度,a和b為常數(shù),m為介于1~5之間的正數(shù);④、檢測:(1)、取1μL~30μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面形成淺灰色圓形印痕;用便攜式拉曼光譜儀檢測步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)的SERS信號,積分時(shí)間為0.1s~100s,得到拉曼光譜圖,如果在拉曼位移Acm-1處存在X的拉曼特征峰,則確定含X待測物溶液中含有X,并記錄對應(yīng)的拉曼強(qiáng)度M1;(2)、重復(fù)步驟④(1)操作4次,分別記錄對應(yīng)的拉曼強(qiáng)度M2、M3、M4和M5,根據(jù)M1、M2、M3、M4和M5計(jì)算平均值M,將M值代入步驟③得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中,計(jì)算出含X待測物溶液中目標(biāo)物質(zhì)X的濃度,即完成利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將氧化物粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s~10MPa/s升壓至壓力為0.1MPa~40MPa,并在壓力為0.1MPa~40MPa下保持10s~60s,取出得到的陶瓷材料坯體;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為600℃~1300℃下焙燒0.5h~4h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到用于表面增強(qiáng)拉曼光譜的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料。本實(shí)施方式所述的便攜式拉曼光譜儀為激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀,激光強(qiáng)度為90mw。由于微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面特殊的微觀形貌能夠很好地與金屬溶膠相結(jié)合輔助金屬溶膠產(chǎn)生更多有效的“熱點(diǎn)”,從而采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用能提高SERS檢測的靈敏性;采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí),在SERS檢測的過程中,液體的溶劑會迅速滲透到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料內(nèi)部,多次在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面同一位置處滴加待測混合液會對待測物起到一定的富集作用,進(jìn)一步提高SERS檢測的靈敏性;在SERS檢測過程中,傳統(tǒng)的方法是直接將激光聚焦在待測液體內(nèi)部,但SERS檢測過程中一些液體會因激光能量的作用而揮發(fā),嚴(yán)重影響SERS信號的穩(wěn)定性和重復(fù)性。而采用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用時(shí),通過微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料輔助金屬溶膠進(jìn)行SERS檢測的方法液態(tài)被檢物質(zhì)快速滲入微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi),很好地避免了上述問題,有效地提高了SERS信號的穩(wěn)定性和重復(fù)性。具體實(shí)施方式八:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式七相同:步驟③(1)中所述的氧化物粉末的平均粒徑為1nm~10μm。其他與具體實(shí)施方式七相同。具體實(shí)施方式九:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式七或八之一相同:步驟③(1)所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1,粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。其他與具體實(shí)施方式七或八相同。具體實(shí)施方式十:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式七至九之一相同:步驟③(1)所述的氧化物粉末為可燒制成多孔結(jié)構(gòu)陶瓷的材料的氧化物粉末。其他與具體實(shí)施方式七至九相同。具體實(shí)施方式十一:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式七至十之一相同:步驟③(1)所述的氧化物粉末為氧化鋁粉末、氧化鋯粉末、氧化鎂粉末、氧化鈦粉末或氧化鋅粉末。其他與具體實(shí)施方式七至十相同。具體實(shí)施方式十二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式七至十一之一相同:步驟②(1)將銀溶膠和1mol/L~10mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入含X待測物溶液并混合均勻,得到混合液;所述的銀溶膠與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10);所述的含X待測物溶液中X為目標(biāo)物質(zhì);所述的1mol/L~10mol/L的NaCl水溶液與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10)。其他與具體實(shí)施方式七至十一相同。具體實(shí)施方式十三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式七至十二之一相同:步驟②(1)將銀溶膠和1mol/L~10mol/L的NaOH水溶液混合均勻,然后加入含X待測物溶液并混合均勻,得到混合液;所述的銀溶膠與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10);所述的含X待測物溶液中X為目標(biāo)物質(zhì);所述的1mol/L~10mol/L的NaOH水溶液與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10)。其他與具體實(shí)施方式七至十二相同。具體實(shí)施方式十四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式七至十三之一相同:步驟②(1)將銀溶膠、1mol/L~10mol/L的NaOH水溶液和1mol/L~10mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入含X待測物溶液并混合均勻,得到混合液;所述的銀溶膠與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10);所述的含X待測物溶液中X為目標(biāo)物質(zhì);所述的1mol/L~10mol/L的NaOH水溶液與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10);所述的1mol/L~10mol/L的NaCl水溶液與待測物溶液的體積比為1:(0.1~10)。其他與具體實(shí)施方式七至十三相同。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果實(shí)施例1:微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的制備方法,具體是按以下步驟完成的:一、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;二、焙燒:將步驟一得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料。實(shí)施例1步驟一中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。實(shí)施例1制備的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。對實(shí)施例1制備的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料進(jìn)行檢測,如圖1,圖1是實(shí)施例1制備的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的SEM圖,由1可以看出微納結(jié)構(gòu)表面具有均勻的孔隙結(jié)構(gòu),能夠有效地滲透液體從而達(dá)到對待測物質(zhì)的富集作用,另一方面還可以輔助金屬溶膠產(chǎn)生更多的信號增強(qiáng)“熱點(diǎn)”。實(shí)施列2:微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的應(yīng)用,利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料代替現(xiàn)有SERS基底作為待拉曼光譜檢測物質(zhì)的載體使用,用于對痕量物質(zhì)的檢測,具體是按以下步驟完成的:①、制備銀溶膠:將45mg硝酸銀溶于250mL超純水中并煮沸,然后在煮沸條件下加入10mL質(zhì)量濃度為1%的檸檬三酸鈉溶液,并繼續(xù)煮沸2h,停止加熱并冷卻至室溫,得到銀溶膠;②、混合:將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL1×10-5mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液;③、檢測:取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面形成淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;步驟(1)中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料;所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。實(shí)施例3:實(shí)施例2對比試驗(yàn):①、制備銀溶膠:將45mg硝酸銀溶于250mL超純水中并煮沸,然后在煮沸條件下加入10mL質(zhì)量濃度為1%的檸檬三酸鈉溶液,并繼續(xù)煮沸2h,停止加熱并冷卻至室溫,得到銀溶膠;②、混合:將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL1×10-5mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液;③、檢測:取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在硅片表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在硅片表面形成圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖。實(shí)施例4:實(shí)施例2對比試驗(yàn):①、制備銀溶膠:將45mg硝酸銀溶于250mL超純水中并煮沸,然后在煮沸條件下加入10mL質(zhì)量濃度為1%的檸檬三酸鈉溶液,并繼續(xù)煮沸2h,停止加熱并冷卻至室溫,得到銀溶膠;②、混合:將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL1×10-5mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液;③、檢測:取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在石英片表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在石英片表面形成圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖。圖2是拉曼光譜圖,圖中A表示實(shí)施例2得到的拉曼光譜圖,圖中B表示實(shí)施例3得到的拉曼光譜圖,圖中C表示實(shí)施例4得到的拉曼光譜圖,通過對比可知用微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料作為拉曼檢測的載體能夠有效地增強(qiáng)拉曼信號的強(qiáng)度。實(shí)施例5:本實(shí)施例與實(shí)施例2不同點(diǎn)是:步驟③中取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅱ表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅱ表面形成淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)8個(gè)不同位置處進(jìn)行連續(xù)采集,每個(gè)位置采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖,淺灰色圓形印痕內(nèi)8個(gè)不同位置依次標(biāo)號為a、b、c、d、e、f、g和h。圖3是拉曼強(qiáng)度柱形圖,圖中A1表示在拉曼位移為1077cm-1處a位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B1表示在拉曼位移為1581cm-1處a位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A2表示在拉曼位移為1077cm-1處b位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B2表示在拉曼位移為1581cm-1處b位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A3表示在拉曼位移為1077cm-1處c位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B3表示在拉曼位移為1581cm-1處c位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A4表示在拉曼位移為1077cm-1處d位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B4表示在拉曼位移為1581cm-1處d位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A5表示在拉曼位移為1077cm-1處e位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B5表示在拉曼位移為1581cm-1處e位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A6表示在拉曼位移為1077cm-1處f位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B6表示在拉曼位移為1581cm-1處f位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A7表示在拉曼位移為1077cm-1處g位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B7表示在拉曼位移為1581cm-1處g位置的拉曼強(qiáng)度,圖中A8表示在拉曼位移為1077cm-1處h位置的拉曼強(qiáng)度,圖中B8表示在拉曼位移為1581cm-1處h位置的拉曼強(qiáng)度,在每一個(gè)印痕內(nèi)測得的拉曼信號強(qiáng)度波動較小,且同一片微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料表面不同位置處獲得的拉曼信號強(qiáng)度重復(fù)性較高,用微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料作為載體輔助銀溶膠進(jìn)行拉曼檢測能夠提高拉曼信號的穩(wěn)定性和重復(fù)性。實(shí)施例6:本實(shí)施例與實(shí)施例2不同點(diǎn)是:步驟③中取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅱ表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅱ表面形成淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅱ是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;步驟(1)中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅱ;所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅱ的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。實(shí)施例7:本實(shí)施例與實(shí)施例2不同點(diǎn)是:步驟③中取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅲ表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅲ表面形成淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅲ是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;步驟(1)中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅲ;所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅲ的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。實(shí)施例8:本實(shí)施例與實(shí)施例2不同點(diǎn)是:步驟③中取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅳ表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅳ表面形成淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅳ是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;步驟(1)中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅳ;所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅳ的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。實(shí)施例9:本實(shí)施例與實(shí)施例2不同點(diǎn)是:步驟③中取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅴ表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅴ表面形成淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅴ是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;步驟(1)中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅴ;所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料Ⅴ的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。圖4是拉曼強(qiáng)度柱形圖,圖中A1表示在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例2得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B1表示在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例2得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A2表示在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例6得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B2表示在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例6得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A3表示在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例7得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B3表示在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例7得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A4表示在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例8得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B4表示在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例8得到的拉曼強(qiáng)度,圖中A5表示在拉曼位移為1071cm-1處實(shí)施例9得到的拉曼強(qiáng)度,圖中B5表示在拉曼位移為1581cm-1處實(shí)施例9得到的拉曼強(qiáng)度,在不同批次制得的微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料表面的不同位置處獲得的拉曼信號強(qiáng)度變化不大,不同批次制作的微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料不會降低拉曼信號的重復(fù)性和穩(wěn)定性。實(shí)施例10:本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)是:步驟②中將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL5×10-7mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液。實(shí)施例11:本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)是:步驟②中將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL2.5×10-7mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液。實(shí)施例12:本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)是:步驟②中將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL1×10-7mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液。實(shí)施例13:本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)是:步驟②中將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL5×10-8mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液。實(shí)施例14:本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)是:步驟②中將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL2.5×10-8mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液。實(shí)施例15:本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)是:步驟②中將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL1×10-8mmol/L對疏基苯甲酸酒精溶液并混合均勻,得到混合液。實(shí)施例16:實(shí)施例10至實(shí)施例15對比試驗(yàn):①、制備銀溶膠:將45mg硝酸銀溶于250mL超純水中并煮沸,然后在煮沸條件下加入10mL質(zhì)量濃度為1%的檸檬三酸鈉溶液,并繼續(xù)煮沸2h,停止加熱并冷卻至室溫,得到銀溶膠;②、混合:將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL超純水并混合均勻,得到混合液;③、檢測:取2.5μL步驟②中得到的混合液滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面形成淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對步驟④中得到的淺灰色圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集15次SERS信號,取15次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為5s,得到拉曼光譜圖;步驟③中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;步驟(1)中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料;所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。圖5是拉曼光譜圖,圖中A表示實(shí)施例10得到的拉曼光譜圖,圖中B表示實(shí)施例11得到的拉曼光譜圖,圖中C表示實(shí)施例12得到的拉曼光譜圖,圖中D表示實(shí)施例13得到的拉曼光譜圖,圖中E表示實(shí)施例14得到的拉曼光譜圖,圖中F表示實(shí)施例15得到的拉曼光譜圖,圖中G表示實(shí)施例16得到的拉曼光譜圖,通過對比可知用微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料作為載體輔助銀溶膠可以檢測到濃度低至1×10-8mol/L時(shí)的4-MBA的拉曼信號,微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料能夠很好地提高SERS檢測的靈敏度。實(shí)施例17:利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測方法,具體是按以下步驟完成的:①、制備銀溶膠:將45mg硝酸銀溶于250mL超純水中并煮沸,然后在煮沸條件下加入10mL質(zhì)量濃度為1%的檸檬三酸鈉溶液,并繼續(xù)煮沸2h,停止加熱并冷卻至室溫,得到銀溶膠;②、混合:將1000μL含三聚氰胺的牛奶加入到10mL的離心管中,然后加入2000μL2mol/L的鹽酸,將離心管放到離心機(jī)中,在轉(zhuǎn)速為7500rap/s下離心5min,分離得到上清液,該上清液即為待檢測液,將30μL銀溶膠、30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L的NaCl水溶液混合均勻,然后加入30μL待檢測液并混合均勻,得到混合液;③、確定拉曼位移、靈敏度及標(biāo)準(zhǔn)曲線:以三聚氰胺為目標(biāo)物質(zhì),以微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料作為含三聚氰胺的牛奶的載體,利用便攜式拉曼光譜儀進(jìn)行檢測,確定三聚氰胺的拉曼特征峰對應(yīng)的拉曼位移700cm-1,確定對三聚氰胺的檢測靈敏度為0.1mg/L;繪制X濃度-拉曼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)曲線:分別取900μL純牛奶加入到9個(gè)10mL的離心管內(nèi),9個(gè)10mL的離心管依次為離心管1、離心管2、離心管3、離心管4、離心管5、離心管6、離心管7、離心管8和離心管9,取100μL濃度分別為200mg/L的三聚氰胺水溶液、100mg/L的三聚氰胺水溶液、50mg/L的三聚氰胺水溶液、25mg/L的三聚氰胺水溶液、10mg/L的三聚氰胺水溶液、5mg/L的三聚氰胺水溶液、2.5mg/L的三聚氰胺水溶液和1mg/L的三聚氰胺水溶液依次加入離心管1至8中,向離心管9中加入100μL超純水,得到三聚氰胺牛奶溶液,且此時(shí)離心管1至9中三聚氰胺牛奶溶液的三聚氰胺濃度依次為20mg/L、10mg/L、5mg/L、2.5mg/L、1mg/L、0.5mg/L、0.25mg/L、0.mg/L和0mg/L,然后向離心管1至9中依次加入2000μL2mol/L的鹽酸,再放入離心機(jī)中,在轉(zhuǎn)速為7500rap/s下離心5min,取上清液,得到20mg/L待檢測液、10mg/L待檢測液、5mg/L待檢測液、2.5mg/L待檢測液、1mg/L待檢測液、0.5mg/L待檢測液、0.25mg/L待檢測液、0.1mg/L待檢測液和0mg/L待檢測液,向9份30μL步驟三中得到的銀溶膠中分別加入30μL2mol/L的NaOH水溶液和30μL2mol/L,并混勻,得到混液1、混液2、混液3、混液4、混液5、混液6、混液7、混液8和混液9,然后依次向混液1、混液2、混液3、混液4、混液5、混液6、混液7、混液8和混液9中分別加入30μL20mg/L待檢測液、30μL10mg/L待檢測液、30μL5mg/L待檢測液、30μL2.5mg/L待檢測液、30μL1mg/L待檢測液、30μL0.5mg/L待檢測液、30μL0.25mg/L待檢測液、30μL0.1mg/L待檢測液和30μL0mg/L待檢測液并混合均勻,得到混合液1、混合液2、混合液3、混合液4、混合液5、混合液6、混合液7、混合液8和混合液9;依次取2.5μL混合液1、2.5μL混合液2、2.5μL混合液3、2.5μL混合液4、2.5μL混合液5、2.5μL混合液6、2.5μL混合液7、2.5μL混合液8、2.5μL混合液9和2.5μL純牛奶滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面不同位置處,在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面形成9個(gè)淺灰色圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對9個(gè)淺灰色圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集7次SERS信號,取7次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為2s,得到拉曼光譜圖,在拉曼光譜圖中讀取拉曼強(qiáng)度,根據(jù)混合液1-9的700cm-1位置處的拉曼強(qiáng)度和純牛奶的614cm-1位置處的拉曼強(qiáng)度的比值及混合液1-9中三聚氰胺的濃度擬合曲線圖,得到拉曼強(qiáng)度比值-三聚氰胺的濃度曲線圖,該圖橫坐標(biāo)為三聚氰胺的濃度,縱坐標(biāo)為拉曼強(qiáng)度比值,該標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.12474x+0.45668,R=0.99829,方程中y為拉曼強(qiáng)度比值,x為三聚氰胺的濃度;④、檢測:(1)、取2.5μL步驟②中得到的混合液和2.5μL純牛奶滴加在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面不同位置處,混合液中的銀納米顆粒均勻的停留在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面形成淺灰色圓形印痕,及純牛奶在微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料表面形成圓形印痕;以探針分子4-MBA作為探針,用激發(fā)波長為785nm的便攜式拉曼光譜儀對淺灰色圓形印痕和圓形印痕內(nèi)同一位置處連續(xù)采集7次SERS信號,取7次的平均值,激光強(qiáng)度為90mw,積分時(shí)間為2s,得到拉曼光譜圖,在拉曼光譜圖中讀取M1,M1為混合液的700cm-1位置處的拉曼強(qiáng)度、M2為純牛奶的614cm-1位置處的拉曼強(qiáng)度,并且計(jì)算得到I=M1/M2=0.75994;將y=I=0.75994代入步驟③得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程y=0.12474x+0.45668中,計(jì)算出含三聚氰胺的牛奶中三聚氰胺的濃度x=2.43114mg/L,即完成利用微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料對痕量物質(zhì)含量的檢測;實(shí)施例17中所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料是按以下步驟制備:(1)、壓制坯體:將0.4g平均粒徑為30nm的氧化鋁粉末裝入壓片機(jī)模具后放到壓片機(jī)內(nèi),以升壓速度為0.01MPa/s升壓至壓力為2MPa,并在壓力為2MPa下保持30s,取出得到的陶瓷材料坯體;步驟(1)中所述的氧化物粉末的粒度分布的離散度<1;粒度分布的離散度=(D90-D10)/D50,其中D90表示氧化物粉末中粒徑小于D90的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,D10表示氧化物粉末中粒徑小于D10的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,D50表示氧化物粉末中粒徑小于D50的氧化物粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%;(2)、焙燒:將步驟(1)得到的陶瓷材料坯體裝入坩堝放進(jìn)高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐的溫度變化程序,使陶瓷材料坯體在溫度為1200℃下焙燒2h,隨爐冷卻至室溫取出,即得到微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料;所述的微納結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的直徑為14.7mm,厚度為1.5mm。實(shí)施例17步驟③中得到拉曼光譜圖如圖6所示,圖6是拉曼光譜圖,圖中A表示三聚氰胺濃度為20mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中B表示三聚氰胺濃度為10mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中C表示三聚氰胺濃度為5mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中D表示三聚氰胺濃度為2.5mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中E表示三聚氰胺濃度為1mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中F表示三聚氰胺濃度為0.5mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中G表示三聚氰胺濃度為0.25mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中H表示三聚氰胺濃度為0.1mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,圖中J表示三聚氰胺濃度為0mg/L的三聚氰胺牛奶溶液的拉曼光譜圖,由圖6可以看出用微納結(jié)構(gòu)氧化鋁陶瓷材料作為載體輔助SERS可以進(jìn)行實(shí)際樣品的檢測并且具有很高的靈敏度。圖7是拉曼強(qiáng)度比值-三聚氰胺的濃度曲線圖,根據(jù)所測樣牛奶三聚氰胺溶液品中相應(yīng)拉曼信號強(qiáng)度的比值可以參照圖7獲得所測牛奶樣品中三聚氰胺的濃度。
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