[發(fā)明專利]一種具有繡球花狀金納米顆粒及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410130603.3
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103934467A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪聯(lián)輝;宋春元;周妮;黃維
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 王月霞;唐循文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有繡球花狀金納米顆粒及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，金屬納米顆粒由于其獨特的光學(xué)、電子學(xué)和催化性能而在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、光學(xué)、催化和納米電子學(xué)等領(lǐng)域引起了廣泛的興趣。金納米顆粒在外界入射光的激勵下會產(chǎn)生等離子體激元。表面等離子體激元是光與金屬或半導(dǎo)體材料表面的自由電子之間的相互作用形成的一種電磁波傳輸模式，電磁波在納米表面形成極高的光學(xué)局域效應(yīng)。金屬納米結(jié)構(gòu)在激發(fā)光激勵時表面會形成局域等離子增強場，吸附在金屬納米結(jié)構(gòu)表面的拉曼分子，在光照射下可以獲得顯著增強的拉曼光譜信號。調(diào)控金屬納米核的組成成分、形狀大小和結(jié)構(gòu)，可以改變納米顆粒的表面等離子振蕩特性，當(dāng)振蕩特性與入射光形成共振時，可以顯著增強顆粒表面的電磁場。表面增強拉曼散射（SERS）“熱點”效應(yīng)認(rèn)為，在金屬納米顆粒表面尖端處，由于避雷針效應(yīng)，在尖端位置會形成顯著增強的電磁場；另外，在鄰近的納米結(jié)構(gòu)間的納米級間隙處，顆粒的表面等離子共振形成的電場場會相互耦合，獲得極大的增強。

已有研究證實金屬納米顆粒的表面等離子共振特性具有獨特的尺寸和形狀依賴性，通過不同的方法可以合成不同形狀的金納米顆粒，包括球形、立方體形、管狀、棒狀、板狀、星狀、枝杈狀和花狀結(jié)構(gòu)等，從而實現(xiàn)顆粒表面等離子共振特性的可調(diào)可控。在這些結(jié)構(gòu)當(dāng)中，結(jié)構(gòu)各向異性納米顆粒，如花狀金納米顆粒等由于具有豐富的尖端、尖銳的邊緣以及面間夾隙等SERS“熱點”，已被證實具有顯著的拉曼增強效應(yīng)，可作為性能優(yōu)異的SERS增強基底；同時花狀金納米結(jié)構(gòu)相比同尺寸球形金納米顆粒具有更大的比表面積，表現(xiàn)出更加優(yōu)異的催化性能。盡管一些花狀金納米顆粒被陸續(xù)制備得到，但是已報道的花狀結(jié)構(gòu)并不具有形似花瓣的結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上是一類枝丫豐富的枝杈狀金納米顆粒（?[1].Jena?B.K.,?Raj?C.R.，Synthesis?of?flower-like?gold?nanoparticles?and?their?electrocatalytic?activity?towards?the?oxidation?of?methanol?and?the?reduction?of?oxygen，Langmuir，2007，?23（7），4064-4070；[2].Xie?Jianping,?Zhang?Qingbo,?Lee?Jim?Yang,?Wang?Daniel?I.?C.，The?Synthesis?of?SERS-Active?Gold?Nanoflower?Tags?for?In?Vivo?Applications，ACS?Nano，2008，2（12），2473-2480，2008；[3].Sanda?Boca,?Dumitrita?Rugina,?Adela?Pintea,?Lucian?Barbu-Tudoran,?Simion?Astilean，F(xiàn)lower-shaped?gold?nanoparticles:?synthesis,?characterization?and?their?application?as?SERS-active?tags?inside?living?cells，Nanotechnology，2011，22（5），055702），同時如何制備單分散性好、穩(wěn)定的、局域表面等離子共振峰（LSPR）可調(diào)甚至定制（如制備適用于生物檢測的位于近紅外區(qū)域的LSPR）的花狀金納米顆粒仍是結(jié)構(gòu)控制制備的一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了制備得到具有豐富尖端及花瓣的繡球花狀金納米顆粒，本發(fā)明提供一種形貌和尺寸可控、LSPR可調(diào)的繡球花狀金納米顆粒的制備方法。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種具有繡球花狀金納米顆粒，采用如下方法制備得到：將氯金酸溶液加入到表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨溶液中，磁力攪拌0.5~5?min；然后加入抗壞血酸溶液，磁力攪拌0.5~5?min，置于4~20?℃環(huán)境中靜置生長0.5~6?h；所得的溶液經(jīng)過離心和洗滌處理后提純得到繡球花狀金納米顆粒。得到的繡球花狀金納米顆粒的平均直徑490~812?nm，花瓣厚度為20~44?nm。顆粒的LSPR從近紅外到可見光波段可調(diào)。

具有繡球花狀金納米顆粒的制備方法，包括如下步驟：

1）將氯金酸（HAuCl₄）溶液加入到表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨（CTAC）溶液中，磁力攪拌0.5~5?min；

2）將抗壞血酸（AA）溶液加入到步驟1）的溶液中，磁力攪拌0.5~5?min，然后置于4~20?℃環(huán)境中靜置生長0.5~6?h；