[發明專利]高純度金納米雙錐及其復合納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310363273.8
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103394704A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李倩;江瑞斌;卓曉璐;王建方
• 申請（專利權）人: 納米籽有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/02;C30B29/02;C30B29/60;C30B7/14
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 康宇寧

1.一種高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于，包括如下的步驟：

1)制備納米金種子溶液：在室溫條件下，向濃度為0.00001～0.0025M的檸檬酸鈉水溶液中加入0.01～15mM的四氯金酸水溶液，將上述溶液與0.001～0.15M的硼氫化鈉水溶液混合后，室溫下靜置1～6小時后得到納米金種子溶液；

2)制備金納米雙錐體生長溶液：在濃度為0.001～0.25M的十六烷基銨類陽離子表面活性劑水溶液中，分別加入濃度為0.001～0.015M的四氯金酸水溶液、濃度為0.005～0.02M的硝酸銀水溶液和濃度為0.5～2M的鹽酸溶液，混合均勻后加入濃度為0.001～0.2M的抗壞血酸水溶液，然后再向其中加入步驟1）制備的納米金種子溶液，該混合溶液在室溫下靜置3～18小時，得到純度較低的金納米雙錐溶液；

3)制備銀包覆金納米長棒溶液：將步驟2）中合成好的金納米雙錐溶液通過離心分離，去除溶液中多余的溶質，向其中加入0.001～0.1M十六烷基三甲基氯化銨溶液，用超聲波分散均勻后依次加入濃度為0.005～0.02M的硝酸銀水溶液和濃度為0.001～0.2M的抗壞血酸水溶液，混合均勻后在溫度為20～90℃的烘箱內放置2～20小時，得到銀包覆金納米顆粒；

4)純化金納米雙錐溶液：將步驟3）中合成好的銀包覆金納米長棒溶液通過離心分離，去除溶液中多余的溶質，向其中加入0.01～1M的十六烷基銨類陽離子表面活性劑水溶液，在室溫下靜置沉淀2～20小時，抽取棄置上清液，留下干凈的沉淀物，向其中加入濃度為0.001～0.01M十六烷基三甲基溴化銨溶液，分散混合均勻后依次加入1～60%的氨水溶液和0.1%～10%的雙氧水溶液，搖晃10～100分鐘，離心去除多余溶質，得到沉淀為高純度的金納米雙錐，加入10mL去離子水保存。

2.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：在步驟1）中，加入的檸檬酸鈉水溶液、四氯金酸溶液和硼氫化鈉溶液的體積比為5～10：0.1～0.5：0.1～1，所述納米金種子溶液中金的濃度為0.01～0.75mM。

3.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：在步驟2）中，所述的溶液中，十六烷基銨類陽離子表面活性劑、四氯金酸水溶液、硝酸銀水溶液、鹽酸溶液、抗壞血酸水溶液與納米金種子混配的體積比為10～60：1～10：0.1～3：0.1～1：0.01～1：0.1～0.6：0.01～2。

4.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：所述十六烷基銨類陽離子表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三乙基溴化銨、十六烷基三丙基溴化銨或十六烷基三丁基溴化銨。

5.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：在步驟3）中，離心分離的轉速為4000～12000rpm，時間為5～60min，溫度為4～40℃。

6.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：在步驟3）中，所述溶液中，十六烷基三甲基氯化銨溶液、硝酸銀水溶液、抗壞血酸水溶液混配的體積比為：5～10：0.2～2:0.2～1。

7.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：在步驟4）中，十六烷基銨類陽離子表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨。

8.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：在步驟4）中，離心分離的轉速為2000～8000rpm，時間為5～60min，溫度為4～40℃。

9.根據權利要求1所述的高純度金納米雙錐的提純方法，其特征在于：在步驟4）中，十六烷基三甲基溴化銨溶液、氨水溶液、雙氧水溶液混配的體積比為：5～20：0.1～1：0.1～0.5。

10.利用權利要求1-9所述方法得到的高純度金納米雙錐制備金納米雙錐復合納米材料的方法，其特征在于，

A.制備高純度二氧化硅包覆的金納米雙錐復合納米材料，步驟如下：

1.將上述所得的10mL高純度金納米雙錐水溶液作為種子，加入1～500μL濃度為0.01M～2M的氫氧化鈉溶液；

2.向步驟1得到的溶液中加入10～100μL正硅酸乙酯并在45℃下攪拌或者振蕩10～100分鐘；

3.得到步驟2的溶液后，即刻向溶液中加入10～100μL正硅酸乙酯，同樣在45℃下攪拌或者振蕩10～100分鐘；

4.得到步驟3的溶液后，即可向其中加入10～100μL正硅酸乙酯，在45℃下攪拌或者振蕩10～100分鐘。

B.制備高純度二氧化鈦包覆金納米雙錐復合納米材料，步驟如下：

1.將上述所得的10mL高純度金納米雙錐水溶液作為種子，逐滴加入等體積的密度為0.2～10g/L的聚苯乙烯磺酸鈉，其中含有6mM的氯化鈉，在室溫下攪拌10～300分鐘，離心3000～8000rpm分散在200μL水中；

2.將50～500μL可溶性鈦源加到6mL水中，然后逐滴加入密度為0.01～0.1g/mL碳酸氫鈉溶液2.8mL；

3.抽取步驟1中得到的聚苯乙烯磺酸鈉包覆的金納米雙錐100～500μL加入由步驟2得到的鈦源前驅體，在常溫下攪拌10～100分鐘。

C.制備高純度二氧化鈰包覆的金納米雙錐復合納米材料，步驟如下：

1.將上述所得的10mL高純度金納米雙錐水溶液作為種子，向其中加入0.01～02M可溶性鈰源0.01～0.2mL；

2.向步驟1中所得溶液中加入絡合試劑，絡合試劑的體積與步驟1中鈰源的體積相同；

3.最后向步驟2所得溶液中加入堿性溶液調節PH值，使PH值為9～12，在20～100℃下反應5～10小時，最后得到核殼結構，外層二氧化鈰的厚度可從十幾到幾百納米。

D.制備高純度氧化亞銅包覆的金納米雙錐復合納米材料，步驟如下：

1.將上述所得的10mL高純度金納米雙錐水溶液作為種子，向其中加入0.01～2M的可溶性銅源0.05～2mL；

2.向步驟1中得到的溶液加入0.1～5g表面活性劑和0.1～10mL濃度為0.05～2M的氫氧化鈉水溶液；

3.向步驟2所得溶液中加入還原劑0.1～2mL，在10～80℃下反應1～24小時，得到氧化亞銅和金的核殼結構，外層的氧化亞銅厚度可控，范圍從十幾到幾百納米。