[發明專利]無機納米晶囊泡狀微球及其光化學合成和應用

有效

• 申請號: 201410144249.X
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103920433A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張鐵銳;卞僮;吳驪珠;佟振合
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J31/02;B01J31/26;B82Y30/00;C01B3/04
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明涉及納米材料的制備領域，更具體地涉及一種紫外光驅動無機納米晶組裝得到囊泡狀微球的化學合成和應用。

背景技術

利用無機納米晶作為組裝基元設計制備新型功能材料具有重要的發展前景。目前，人們已經利用無機納米晶組裝得到了各種納米結構，這其中囊泡狀微球由于其空心結構及納米組裝單元顆粒間的相互耦合作用，在催化、傳感、生物成像、藥物輸運以及腫瘤治療方面具有重要的應用前景。而利用組裝的方法獲得無機囊泡狀微球的方法目前包括兩種，即利用微乳法做模板在非混溶液體的界面上組裝（參考文獻A.Walther,M.Hoffmann,A.H.E.Muller,Angew.Chem.,Int.Ed.2008,47,711-714;S.G.Jang,E.J.Kramer,C.J.Hawker,J.Am.Chem.Soc.2011,133,16986-16996）或利用兩親性聚合物驅動無機納米粒子在均相溶劑體系中的組裝（參考文獻K.Niikura,N.Iyo,T.Higuchi,T.Nishio,H.Jinnai,N.Fujitani,K.Ijiro,J.Am.Chem.Soc.2012,134,7632-7635;J.He,X.Huang,Y.-C.Li,Y.Liu,T.Babu,M.A.Aronova,S.Wang,Z.Lu,X.Chen,Z.Nie,J.Am.Chem.Soc.2013,135,7974-7984.）。這兩種方法得到囊泡狀微球的尺寸通常大于100納米，或者需要模板的參與，耗時費力。另一方面，利用光照驅動無機納米晶的組裝具有非接觸性且在時間和空間上均可控，而目前光控的組裝需要設計負載的光開關相應分子（參考文獻a)R.Klajn,K.J.M.Bishop,B.A.Grzybowski,Proc.Natl.Acad.Sci.2007,104,10305-10309;b)R.Klajn,J.F.Stoddart,B.A.Grzybowski,Chem.Soc.Rev.2010,39,2203-2237.），這就大大限制了其廣泛應用，而且目前仍沒有利用光照的方法驅動組裝無機納米晶得到囊泡狀微球的方法。

因此，發展一種簡便的利用光驅動的無機納米晶囊泡狀微球具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種囊泡狀微球，該囊泡狀微球具有簡便易得，尺寸和殼層厚度可調的特性，在實際應用中具有重要意義。

本發明要解決的第二個技術問題是提供一種光驅動無機納米晶組裝為囊泡狀微球的制備方法。

本發明所要解決的第三個技術問題是提供囊泡狀微球的應用。

為解決上述第一個技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種囊泡狀微球，其由無機納米晶在光驅動下組裝得到，所述囊泡狀微球具有單殼層或多殼層結構，所述囊泡狀微球的直徑為30-1000nm，所述無機納米晶的大小為1-20nm，選自Au、Pt、Pd或CdSe納米晶。

為解決上述第二個技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種囊泡狀微球的制備方法，包括如下步驟：

1）在無機納米晶表面，修飾上具有巰基官能團的分子；

2）將步驟1）中經修飾的無機納米晶在光照條件下在溶劑中組裝得到囊泡狀微球。

優選地，步驟1）中所述無機納米晶的大小為1-20nm，選自Au、Pt、Pd或CdSe納米晶。

優選地，步驟1）中所述修飾指利用超聲或攪拌將具有巰基官能團的分子配體作用到無機納米晶表面，取代原有的配體；所述修飾的比例為5-50%；優選地，所述修飾的比例為20%。

優選地，步驟1）中所述具有巰基官能團的分子選自C_6-12的硫醇、7-(12-巰基十二烷氧基)-2氫-苯并吡喃-2-酮或4-(12-巰基十二烷氧基)偶氮苯。

優選地，步驟2）中所述光照的條件為200-800nm的電磁波；優選地，所述光照的條件為300-400nm紫外光。

優選地，步驟2）中所述的溶劑為極性溶劑和非極性溶劑的混合溶劑，其中極性溶劑同時具有光敏性；所述極性溶劑選自氯仿、二氯甲烷、丙酮、2-丁酮或3-戊酮；所述非極性溶劑選自甲苯、二甲苯、環己烷、正己烷、正庚烷、乙醚或四氫呋喃；優選地，所述溶劑為甲苯與丙酮的混合溶劑或甲苯與丁酮的混合溶劑。

優選地，步驟2）中所述組裝是在氧化性氣氛下進行的；優選的，所述組裝在空氣氣氛下進行。

優選地，反應均為常溫條件下進行，步驟2）得到的囊泡狀微球的直徑為30-1000nm，具有單殼層或多殼層結構。