[發明專利]一種金核殼結構納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410490356.8
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104259474A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 江龍;王海飛;魯聞生;張建平
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;趙靜

技術領域

本發明屬于無機納米材料制備技術領域，具體涉及一種金核殼結構納米材料的制備方法。

背景技術

金核殼結構材料具有以有機或無機微球為內核，金為外殼的雙層結構，因為具有可調節的表面等離子激元共振吸收而具有獨特的近紅外光學特性，因此受到廣泛的研究關注。金核殼結構材料的這種近紅外光學性質可以通過調節核殼的粒徑和金殼層的厚度來改變。研究發現利用它的這種近紅外光學性質，金核殼材料在細胞成像，生物傳感，癌癥診療，藥物釋放以及催化等領域有著潛在的應用價值。目前，文獻中報道了多種金核殼結構材料的制備方法。例如，利用氨基、羥基、羧基或巰基修飾的聚苯乙烯球或二氧化硅球作為模板和新制備的納米金溶膠作用，通過模板表面化學基團和金溶膠相互作用，金種子被吸附在模板表面作為生長金殼層的種子，然后這種帶有金種子的模板在含有金源的生長液中利用種子生長法制備金的殼層。文獻中已報道的方法主要是以種子生長法制備金核殼結構，這種方法需要包括金種子溶膠的制備，種子在模板上的吸附和生長等多個步驟，過程繁瑣，操作復雜需要反復的離心洗滌和再分散過程。

發明內容

本發明的目的是提供一種金核殼結構納米材料的制備方法。

本發明所提供的金核殼結構納米材料的制備方法，包括下述步驟：

1)用聚乙烯亞胺(PEI)對模板進行修飾，得到PEI修飾后的模板；

2)向水中加入金源溶液并攪拌均勻，接著向得到的反應體系中加入硼氫化鈉溶液并攪拌1-5min，然后向所述反應體系中加入所述PEI修飾后的模板的溶液并攪拌1-5min，再向所述反應體系中加入保護劑溶液和pH調節劑溶液并攪拌均勻，最后向所述反應體系中加入抗壞血酸溶液作為還原劑進行反應，得到含所述金核殼結構納米材料的體系。

上述方法步驟1)中，所述模板為有機聚合物球或無機物球，所述模板的粒徑為50-2000nm，優選為100-500nm，具體可為260nm。

所述有機聚合物球具體可為聚苯乙烯微球、聚碳酸酯微球、聚苯胺微球、聚吡咯微球或酚醛樹脂微球，優選為聚苯乙烯微球；所述無機物球具體可為二氧化硅微球、碳酸鈣微球、氧化鎂微球、氧化鐵微球或二氧化鈦微球。

所述用聚乙烯亞胺(PEI)對模板進行修飾的具體操作如下：將模板材料分散液加入到聚乙烯亞胺溶液中，對得到的體系進行攪拌，得到PEI修飾后的模板的溶液，將所述溶液中的PEI修飾后的模板濾出，再對所述PEI修飾后的模板離心洗滌，最后將洗滌后的PEI修飾后的模板重新分散在水中，得到PEI修飾后的模板的分散液。

其中，所述模板材料分散液中，模板材料的質量濃度為1mg/mL-100mg/mL，具體可為80mg/mL，所述聚乙烯亞胺溶液中，聚乙烯亞胺的質量濃度為0.05％-5％，具體可為0.2％，所述模板材料分散液與所述聚乙烯亞胺溶液的體積比為1:1–10；所述攪拌具體可為機械攪拌，所述攪拌的時間為10-120min，具體可為90min，所述離心洗滌所用的溶劑為去離子水；所述離心洗滌的次數為3-5次，每次離心洗滌的條件均為：轉速為3000-10000rpm，具體可為9000rpm，離心時間為5-30min，具體可為25min；所述PEI修飾后的模板的分散液中，所述PEI修飾后的模板的摩爾濃度為0.1-10mg/mL。所述PEI修飾后的模板帶上正電荷。

上述方法步驟2)中，所述金源為含有金元素的化合物，如氯金酸、乙酸金和氯化金，所述金源溶液的質量濃度為0.1％-2％。

所述硼氫化鈉為新制的硼氫化鈉，所述硼氫化鈉溶液的質量濃度為10-500mg/L。

所述保護劑選自下述至少一種：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基溴化銨和十六烷基氯化銨，所述保護劑溶液的質量濃度為0.01-0.5g/mL。

所述pH調節劑為堿，所述堿選自下述至少一種氫氧化鈉、氨水和氫氧化鉀，優選為氫氧化鈉。

所述pH調節劑溶液的摩爾濃度為0.1-3M，優選為0.5M。

所述抗壞血酸溶液的摩爾濃度為0.1-0.5M，優先為0.2M。

所述水、金源溶液、硼氫化鈉溶液、所述PEI修飾后的模板的溶液、保護劑溶液、pH調節劑溶液和抗壞血酸溶液的體積比依次為：10-100mL:10-400μL:50-1000μL:10-800μL:1mL:10-1000μL:100-1000μL。

所述反應的溫度為15-30℃，時間為0.5-12h，優選為2h。