[發(fā)明專利]不含穩(wěn)定劑的金屬納米顆粒合成及由其合成的金屬納米顆粒的用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580044702.2
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN106852132A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設計）人: L.馬拉西;R.J.墨菲;R.德雷福斯;L.A.霍夫;C.默里;B.唐尼奧
• 申請（專利權）人: 羅地亞經(jīng)營管理公司;賓夕法尼亞大學;法國國家科學研究中心
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 林毅斌,周李軍

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年6月20日提交的美國臨時申請?zhí)?2/015,303和于2015年5月14日提交的美國臨時申請?zhí)?2/161,602的優(yōu)先權。將這些申請的全部內(nèi)容通過此援引方式明確并入本申請。

發(fā)明領域

本發(fā)明涉及合成金屬納米顆粒的方法以及由其合成的金屬納米顆粒。本發(fā)明還涉及改性金屬納米顆粒表面的方法以及由此改性的金屬納米顆粒。本發(fā)明還涉及此類金屬納米顆粒的用途。

背景技術

對于在醫(yī)學、材料科學、光子學以及表面等離子體光子學(plasmonics)領域中的下一代技術，將金屬納米顆粒結(jié)合到各種材料或溶劑環(huán)境中是關鍵的技術挑戰(zhàn)。已知許多金屬納米顆粒的合成方案。然而，將這些金屬納米顆粒結(jié)合進不同的材料、溶劑或生物環(huán)境中的問題在于在此類合成過程中使用的表面活性劑的化學性質(zhì)。該表面活性劑在合成過程中存在，并且已知的是在該合成完成后，該表面活性劑分配到金屬納米顆粒的表面上并且通過空間位阻或靜電排斥穩(wěn)定它們抵抗聚集。如果此表面活性劑的化學相容性不與希望將該納米顆粒結(jié)合進其中的體系相匹配，則必須改變該表面活性劑。此穩(wěn)定劑交換過程往往可能是耗時的、低產(chǎn)率和低效率的，并且因而限制了金屬納米顆粒復合材料用于機械填充劑、光學增強、藥物遞送劑等的工業(yè)或醫(yī)療影響。

從顆粒合成后改性的觀點出發(fā)，存在可以用不同的體系代替在合成過程中使用的穩(wěn)定劑的穩(wěn)定劑交換反應的各種實例，例如Woehrle,G.H.等人，物理化學期刊B(J.Phys.Chem.B.)，106，9979(2002)和Neouze,M-A.，Schubert,U.，化學月報(Monatsh.Chem.)，139，183(2008)報告的那些。這些交換反應的缺點是往往它們可能是低效率的，意味著納米顆粒表面將含有一定分數(shù)的試圖除去的原始穩(wěn)定劑。此類交換反應的另一個缺點是當交換完成時，往往需要進行最終的清潔步驟以便去掉殘留的穩(wěn)定劑溶液。在工業(yè)設置中，此類額外的處理步驟可以證明是相當昂貴的，因此增加了這些金屬納米顆粒體系進入各種市場的壁壘。

在開發(fā)用于供不同的技術領域使用的金屬納米顆粒的合成和/或表面改性的容易的、高效的且高產(chǎn)率的方法和過程方面，存在未解決的興趣。

發(fā)明概述

在第一方面中，本發(fā)明涉及一種用于合成金屬納米顆粒的方法以及由其合成的金屬納米顆粒，該方法包括：

(a)制備包含金屬前體化合物和第一水性液體介質(zhì)的金屬前體混合物，

(b)制備包含還原劑和第二水性液體介質(zhì)的還原劑混合物，

(c)任選地將酸或堿添加到在步驟(a)中制備的該混合物或在步驟(b)中制備的該混合物中，

其中該金屬前體混合物和該還原劑混合物都不含穩(wěn)定劑并且不含種子顆粒，

(d)將該金屬前體混合物與該還原劑混合物合并，以便使該金屬前體化合物與該還原劑進行反應。

在第二方面中，本發(fā)明涉及一種用于改性金屬納米顆粒表面的方法以及由此改性的金屬納米顆粒，該方法包括：

使通過在此描述的方法合成的金屬納米顆粒與至少一種穩(wěn)定劑接觸。

在第三方面中，本發(fā)明涉及一種電子設備，該電子設備包含通過在此描述的方法合成和/或改性的金屬納米顆粒。

在第四方面中，本發(fā)明涉及一種催化劑，該催化劑包含通過在此描述的方法合成和/或改性的金屬納米顆粒以及，任選地，支撐體。

附圖簡要說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電子設備。

圖2示出了根據(jù)實例1合成的金屬納米顆粒。

圖3示出了根據(jù)比較實例1制成的金屬納米顆粒。

圖4示出了根據(jù)實例1合成的金屬納米顆粒與根據(jù)比較實例1制成的納米顆粒的消光曲線的比較。

圖5示出了根據(jù)實例2合成的金屬納米顆粒。

圖6示出了根據(jù)實例1合成的金屬納米顆粒與根據(jù)實例2制成的納米顆粒的消光曲線的比較。

圖7示出了根據(jù)實例3合成的金屬納米顆粒的TEM圖像。

圖8示出了根據(jù)實例3合成的金屬納米顆粒的消光曲線。

圖9示出了根據(jù)實例4合成的金屬納米顆粒的TEM圖像。

圖10示出了根據(jù)實例4合成的金屬納米顆粒的消光曲線。

圖11示出了具有接著金屬納米顆粒的合成完成添加了不同量的NaOH的金屬納米顆粒的消光光譜。