[發明專利]核殼結構SiO2@Ag納米復合材料簡易制備方法

有效

• 申請號: 201210421425.0
• 申請日: 2012-10-21
• 公開（公告）號: CN103063647A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 單妍;汪洋;于薛剛;陳克正
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B82Y40/00
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技術領域

本發明涉到一種核殼結構的介孔SiO₂Ag納米復合材料的簡易制備方法，具體是將具有拉曼增強效應的Ag包覆介孔氧化硅球，屬于納米復合材料制備的技術領域。?

背景技術

近年來，隨著納米材料研究的不斷深入，核-殼結構的納米復合材料的制備及其性能研究成為納米材料研究領域中的熱點，這是因為對于制備某種功能特性的材料來說，核殼結構能夠在納米尺度上對材料的結構和組成進行設計和剪裁。核殼結構(記為“核殼”)是一類具有雙層或多層結構的粒子，一般由中心的核以及包覆在外部的殼組成。核殼型復合微球集無機、有機、納米粒子諸多特異性質于一體，可通過調整核、殼材料的種類、性質，控制殼層厚度、殼層致密性等實現磁學、光學、力學、熱學、電學、催化等復合性能的調控，因而具有諸多不同于單組分膠體粒子的性質，在材料學、化學組裝、太陽能電池、生物化學診斷等領域具有極大潛在應用價值(Wesson?P?J，Soh?S，Klajn?R，et?al，Advanced?Materials，2009，21(19)：1911～1915)。在該領域一個引人注目的研究熱點就是金、銀納米粒子包覆核殼結構微球的制備。?

金、銀納米粒子除了具備納米微粒所具有的小尺度、高比表面積等性質之外，還具有獨特的光學、電學和生物相容性。如金、銀納米粒子表面非常容易進行化學和生物分子的修飾，并具備良好的生物相容性，使其非常適合于體內體外生物檢測；金和銀均具有典型的表面等離子共振效應，通過金或銀納米粒子與檢測分子之間的物理或化學作用，可使檢測分子的表面等離子共振信號增強幾個數量級，因此，金、銀包覆核殼結構的材料常用來作生物探針及拉曼檢測的探針。目前，關于金、銀納米粒子包覆有機(無機)核/殼結構復合微球的制備方法，見諸文獻報道最多的有自組裝法、化學還原法以及新近報道的溶脹-雜凝聚聯合法、超聲電沉積法等等(王晨等，材料科學與工程學報，2011，29，958-964)。但是，基體SiO₂和金或銀納米顆粒往往需要修飾或調節電荷才能使他們彼此結合牢固(J.Phys.Chem.C2007，111，11692-11698；Langmuir2004，20，5553-5558)，而且修飾劑的選擇對包覆效果影響程度較大。本發明提供了一種新的方法，無需任何修飾劑，也不需改善氧化硅表面的電性，利用簡單的水熱過程將銀的前驅體封閉與介孔SiO₂中，然后通過煅燒或還原劑即可還原成核殼結構SiO₂Ag納米復合材料。本方法具有，工藝簡單，結構均勻，產率高，易推廣等特點。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種核殼結構SiO₂Ag拉曼探針的簡易制備方法，使之具有工藝簡單，結構均勻，產率高，易推廣等特點。主要原理是，介孔氧化硅比表面積大，具有很強的吸附能力，溶液中的AgNO₃通過物理吸附作用進入介孔SiO2孔道。在80～150℃水熱反應的過程中介孔SiO₂外表面的AgNO₃反應生成Ag₂O，并將孔道內的AgNO₃封閉，得到核殼結構的SiO₂Ag前驅體，最后經煅燒或液相還原形成核殼結構SiO₂Ag納米復合材料。?

具體步驟是：?

(1)苯乙烯的預處理?

用40mL2.5～3M的氫氧化鈉對20mL苯乙烯單體進行清洗兩次，然后再用去離子水清洗四次。將清洗好的苯乙烯存放好待用。?

(2)介孔SiO₂制備?

取一干凈的三口燒瓶，加入0.1gCTAB和30mL去離子水，在60℃下攪拌30min，并同時通入氮氣。在向燒瓶中加入25.2g正辛烷和1.422g苯乙烯。隨后，依次加入0.02g?L-賴氨酸(L-lysine)、1.0g正硅酸四乙酯(TEOS)、0.05536g偶氮二異丁腈(AIBN)。在恒定的溫度和攪拌速度下反應3h，反應結束后停止通氮氣，將反應后的混合液靜置12h。然后，用無水乙醇清洗數次并離心(7600r/min)，干燥后樣品在550℃下煅燒3h。將得到的產物存放好備用。?

(3)介孔SiO₂Ag復合納米材料的制備?