[發明專利]一種具有立方結構的金聚集體納米材料及其合成方法

有效

• 申請號: 201410011264.7
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103691968A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 高錦豪;胡娟;朱祥龍;王效民;池小琴;李輝
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及無機金屬材料，特別是涉及一種具有立方結構的金聚集體納米材料及其合成方法。

背景技術

當今社會，納米材料在生物醫學、能源和信息載體等領域發揮著重要作用。其中金納米材料以其獨特的光學性質、易于修飾的表面性質和高效率的催化性質在生化分析、生物傳感、光化學與電化學催化、光電子器件、生物醫學成像診斷與治療等方面都有著非常廣闊的應用前景。基于表面等離子體共振的光學性質是貴金屬金納米顆粒最重要的性質之一。入射光電磁場與金屬表面電子運動時發生的相干振蕩可稱為表面等離子體共振，這一性質使得金納米顆粒對光的吸收與散射增強。金納米材料的結構、尺寸、形狀、顆粒間距以及周圍介質的介電常數對表面等離子體共振峰位置與強度均有影響。例如金納米顆粒與核苷酸偶聯，由于堿基互補配對，使得納米顆粒之間距離變小，表面等離子體共振峰發生紅移，可用于生物傳感等方面（R.Elghanian,J.J.Storhoff,R.C.Mucic,R.L.Letsinger?and?C.A.Mirkin,Science,1997,277,1078–1081）。金納米顆粒由于其光學性質也可作為光學探針用于生物成像。金納米吸收峰相應波長的散射光增強,可引起金納米顆粒在暗場顯微鏡下的清晰成像（G.J.Nusz,S.M.Marinakos,A.C.Curry,A.Dahlin,F.Hok,A.Wax?and?A.Chilkoti,Anal.Chem.,2008,80,984–989）；金納米顆粒由于吸收光并將其轉換為熱，使其可應用于癌癥治療方面（X.H.Huang,I.H.El-Sayed,W.Qian,and?M.A.El-Sayed,J.Am.Chem.Soc.,2009,131,2072–2073）。通過調節金納米顆粒的形狀與尺寸，可調節其表面等離子體共振峰位置位于近紅外區，近紅外光具有生物體組織吸收與散射較低的特點，因而使金納米顆粒更廣泛應用于生物醫學研究。

目前，金納米殼、金納米棒、金納米籠是廣泛研究的材料，但其也存在一些問題，限制了它們的應用。金納米殼尺寸過大且制備過程不可控，不易大規模合成；金納米棒使用十六烷基溴化銨為模板，具有細胞毒性和光熱不穩定性；金納米籠以貴金屬銀為模板，不經濟；因而發展一種合成過程操作簡單成本低，并具有可調控的光學性質和良好生物相容性的金納米材料具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有立方結構的金聚集體納米材料及其合成方法。

本發明所述具有立方結構的金聚集體納米材料由金納米顆粒構成的，通過氧化亞銅模板與氯金酸溶液反應得到，整體呈立方體形狀，粒徑在60～800nm可調，所述氧化亞銅模板是立方體結構的氧化亞銅納米材料，粒徑在50～750nm可調。

所述具有立方結構的金聚集體納米材料的合成方法，包括以下步驟：

1）將硫酸銅與表面活性劑聚乙二醇溶于水得混合溶液1，將還原劑抗壞血酸和氫氧化鈉溶液溶于水得混合溶液2，將混合溶液2倒入混合溶液1中，待反應完全加溶劑離心棄去上清液得沉淀即為氧化亞銅模板。

2）將氧化亞銅模板分散于水中，并加入氯金酸反應，待反應完全加溶劑離心棄去上清液，所得沉淀即為具有立方結構的金聚集體納米材料。

在步驟1）中，所述表面活性劑聚乙二醇可選自多種基團（如羥基，甲氧基，氨基，巰基等）末端的聚乙二醇，所選聚乙二醇分子量可為200～10000；所述硫酸銅、聚乙二醇、抗壞血酸和氫氧化鈉的質量比可為硫酸銅（0.5～500）∶聚乙二醇（0.01～100）∶抗壞血酸（1～1000）∶氫氧化鈉（5～1000）；所述溶劑可采用無水乙醇等；所述反應的溫度可為10～60°C。

在步驟2）中，所述氧化亞銅模板與氯金酸的質量比可為氧化亞銅模板（0.01～100）∶氯金酸（0.02～200）；所述溶劑可采用無水乙醇等。

本發明所述氧化亞銅模板是通過改變表面活性劑聚乙二醇的量來調控大小，其粒徑在50～750nm可調，隨表面活性劑的量增大，氧化亞銅模板粒徑增大。

本發明所述具有立方結構的金聚集體納米材料的粒徑隨氧化亞銅模板粒徑變化，粒徑大小在60～800nm可調。

本發明所述具有立方結構的金聚集體納米材料其吸收光譜峰位置可以通過改變加入的氯金酸的質量來調控，在500～1000nm波長范圍可調。

本發明提供的一種具有立方結構的金聚集體納米材料及其合成方法。與目前廣泛研究的金納米殼，金納米棒，金納米籠相比，本發明具有以下優點：