[發明專利]一種利用表面覆蓋劑控制金納米粒子生長的方法

有效

• 申請號: 201610844541.1
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106270549B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 成漢文;羅謹
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 楊軍

本發明涉及一種利用表面覆蓋劑控制金納米粒子生長的方法，包括以下步驟：首先在金納米粒子表面組裝上鏈烷醇類表面覆蓋劑，然后借助表面活性劑以及還原劑，于高溫條件下進行還原反應，利用鏈烷醇類表面覆蓋劑在納米粒子表面的強結合力，控制金納米粒子的尺寸并抑制所需尺寸粒子的進一步生長，通過變化鏈烷醇類表面覆蓋劑的鏈長度控制金納米粒子生長的程度，通過表面活性劑提高生成的納米粒子的單分散性，并通過表面表征手段確定納米粒子的最終尺寸，從而確定出鏈烷醇類表面覆蓋劑的鏈長度與粒子尺寸之間的相關性；本發明可以用于可控合成1?20納米的金納米粒子，其對納米粒子表面覆蓋劑的設計與制備以及納米粒子的可控生長具有重要意義。

[技術領域]

本發明涉及納米金的可控生長方法，具體地說是一種利用表面覆蓋劑控制金納米粒子生長的方法。

[背景技術]

控制尺寸的能力對于納米材料的電子、光學和磁特性的開發來說是必不可少的。尺寸可控的納米粒子可以廣泛用于微電子、光學設備、磁材料、催化、傳感器和藥物傳輸等領域。金屬納米粒子，尤其是光學、光譜學、電和磁等信號可以放大的，或含有所需的生物組成而具有的獨特生物功能、生物相容性的金及其合金、核殼或納米復合材料可用作治療診斷的探針或設備。這些功能的開發和控制大小、形狀的能力有著本質的聯系，后者在很大的程度上取決于對這些納米結構在合成和處理參數中可控性能力的理解。可控的生長法為在合成和處理納米粒子的過程中控制其尺寸、形狀和組成提供了一個重要的途徑。

使用硫醇類分子作為覆蓋劑是可控合成納米材料的一類重要的方法。此方法已被用于生產較小尺寸的顆粒更大尺寸范圍(1-20納米)的納米顆粒也可以使用該方法制得，但是大小的精確控制以及尺寸的單分散性等方面均不如較小尺寸受到限制而形成。

[發明內容]

本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種利用表面覆蓋劑控制金納米粒子生長的方法，利用覆蓋劑在納米粒子表面的強結合力，控制金納米粒子的尺寸并抑制所需尺寸粒子的進一步生長，可以用于可控合成1-20納米的金納米粒子。

為實現上述目的設計一種利用表面覆蓋劑控制金納米粒子生長的方法，包括以下步驟：首先在金納米粒子表面組裝上結合強度高的鏈烷醇類表面覆蓋劑，然后借助表面活性劑以及還原劑，于高溫條件下進行還原反應，利用鏈烷醇類表面覆蓋劑在納米粒子表面的強結合力，控制金納米粒子的尺寸并抑制所需尺寸粒子的進一步生長，通過變化鏈烷醇類表面覆蓋劑的鏈長度控制金納米粒子生長的程度，通過表面活性劑提高生成的納米粒子的單分散性，并通過表面表征手段確定納米粒子的最終尺寸，進而確定出鏈烷醇類表面覆蓋劑的鏈長度與粒子尺寸之間的相關性。

進一步地，所述鏈烷醇類表面覆蓋劑是烷基類硫醇(CH₃(CH₂)_nSH)，所述表面活性劑為陽離子型表面活性劑，所述還原劑是強還原劑。

作為優選，所述烷基類硫醇(CH₃(CH₂)_nSH)的n值范圍為1-17。

作為優選，所述陽離子型表面活性劑是四辛基溴化銨。

作為優選，所述強還原劑是硼氫化鈉。

作為優選，所述高溫條件為140-149℃范圍內。

作為優選，所述金納米粒子的最終尺寸范圍為1-20納米。

作為優選，所述表面表征手段是掃描電鏡法。

該利用表面覆蓋劑控制金納米粒子生長的方法，具體步驟如下：