[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

技術領域

本發明申請涉及一種高產率金納米雙錐體及其制備和純化方法，以及利用所得的的金納米雙錐制備復合納米材料的方法，屬于納米材料技術領域。

背景技術

金納米棒是一種尺度從幾納米到上百納米的棒狀金納米顆粒。金是一種貴金屬材料，化學性質非常穩定，金納米顆粒沿襲了其體相材料的這個性質，因此具有相對穩定，卻非常豐富的化學物理性質。金納米棒擁有隨長寬比變化，從可見(550nm)到近紅外(1550nm)連續可調的表面等離子體共振波長，極高的表面電場強度增強效應(高至10e7倍)，極大的光學吸收、散射截面，以及從50%到100%連續可調的光熱轉換效率。由于它獨特的光學、光電、光熱、光化學、以及分子生物學性質，金納米棒在材料科學界正受到強烈的關注，并引發眾多材料學家、生物化學家、醫學家、物理學家、微電子工程師等科研工作者對之進行廣泛和深入的研究。

到目前為止，金納米棒的制備已經非常成熟，并且在生物傳感、光學存儲、催化、納米電子學以及臨床治療等領域得到充分應用。和金納米棒形貌以及性質相似的金納米雙錐也在2001年由美國科學家Jana和Murphy首先制備出來（B.N.R.Jana，L.Gearheart，C.J.Murphy，Adv.Mater.2001,13,1389-1393.），他們利用制備金納米棒常用的方法—種子生長法成功的合成了金納米雙錐，其中的表面活性劑是十六烷基三甲基溴化銨。在隨后的發展中，香港中文大學利用不同的表面活性劑（十六烷基三乙基溴化銨、十六烷基三丙基溴化銨和十六烷基三丁基溴化銨）制備出了不同波長的金納米雙錐，范圍可從700變化到1300納米，使得金納米雙錐的制備方法更加成熟（X.S.Kou,S.Z.Zhang,C.–K.Tsung,M.H.Yeung,Q.H.Shi,G.D.Stucky,L.D.Sun,J.F.Wang,C.H.Yan.J.Phys.Chem.B?2006,110,16377-16383;X.S.Kou,W.H.Ni,C.–K.Tsung,K.Chan,H.–Q.Lin,G.D.Stucky,J.F.Wang.Small2007,3,2103–2113.）。

相比于金納米棒，金納米雙錐的大小和形狀更加的均勻，并且在雙錐的兩頭具有更大的電場增強，這使得金納米雙錐成為生物傳感、光學存儲、催化、納米電子學以及臨床治療等領域更好的選擇。但是金納米雙錐的制備存在一大問題，即種子生長法得到的雙錐產率很低，一般情況下達不到40%，這就對它的進一步應用產生了巨大的阻力，所以提純金納米雙錐顯得非常意義重大。

發明內容

本發明申請是針對目前以種子生長法制備金納米雙錐體產率較低的問題，提出一種操作較簡便、高重復性、高產率的金納米雙錐體制備和提純方法。利用本發明申請所述的方法，能夠合成并提純多種不同尺寸的金納米雙錐體，其縱向表面等離子體共振波長可在600納米到1200納米之間，提純后的產率可達97%以上。

總的來說，本發明申請所述的高產率金納米雙錐體的制備及提純方法，對傳統的種子生長法所制備的金納米雙錐體、金納米球、金納米棒混合物進行包銀處理，在溶液中還原而成的銀原子將均勻地包裹在金納米球和金納米棒表面，而在金納米雙錐體的兩端持續堆積，最終形成以金納米雙錐體為中心、兩端為銀棒的大長徑比納米棒結構，經過一段時間的自然沉淀，會沉積在離心管的底部，抽掉上清液就得到了純度達到97%以上的銀包覆金納米雙錐晶體，之后再利用氨水和雙氧水除去金表面的銀，這樣就得到了純度很高的金納米雙錐，并可以很好的分散在水溶液或者表面活性劑溶液里，它們的等離子體光學性質在提純前后保持不變。

本發明申請的一個目的是提供一種高純度金納米雙錐的提純方法，具體來說，包括如下的步驟：

1.制備納米金種子溶液：在室溫（25℃）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；