[發明專利]一種快速精準制備具有多重光吸收性能的銀@金@銀異質納米棒的方法

有效

• 申請號: 201710133599.X
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106944613B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 李村成;孫麟;張濤;韓曉楠;姜春雪;李偉;徐波
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/24
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本發明涉及一種快速精準制備具有多重光吸收性能的銀@金@銀異質納米棒的方法。該方法具有工藝工程操作簡便、實驗重復性好、反應快、耗時短、反應溫度低，獲得的銀@金@銀異質納米棒尺度可調、大小均一、產率高等優點，且其縱向吸收峰與硝酸銀濃度存在良好的線性關系，可通過調控硝酸銀濃度，按需制備對特定波長的光具有吸收性能的銀@金@銀異質納米棒。制備步驟包括：（1）采用多元醇法在乙二醇中制備金十面體納米粒子膠體溶液；（2）向步驟（1）獲得的膠體溶液中添加硝酸銀、碳酸氫鈉、抗壞血酸水溶液后在50?100攝氏度反應5?30分鐘。銀@金@銀異質納米棒在表面等離子體光學、生物醫學檢測、光熱治療等方面具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于貴金屬納米材料制備技術領域，涉及一種快速精準制備具有多重光吸收性能的銀@金@銀異質納米棒的方法。

背景技術

貴金屬金@銀異質納米棒具有獨特的多重表面等離子體共振吸收性能（SPR）和良好的生物相容性。這些特性使其在光催化、納米集成光子學、光學傳感、生物標記、醫學成像、太陽能電池、表面增強拉曼散射(SERS)光譜等領域具有廣闊的應用前景。人們通常用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)作表面活性，L-抗壞血酸(AA)作還原劑，在預制金納米棒表面等角沉積銀制備了金@銀核殼異質納米棒。然而，電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)研究結果表明在CTAB水溶液中采用種子誘導制備貴金屬納米粒子實驗中存在貴金屬鹽的轉化率低[J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3990]，即大部分貴金屬離子未被還原形成目標產物，而是殘留在合成體系中。這不僅造成了貴金屬原料浪費，導致目標產物成本增加，而且規模化生產中殘留的貴金屬離子勢必對環境造成影響。另一方面，目前制備的金@銀核殼異質納米棒隨著存放時間增加，其顆粒形貌逐漸由棒狀演變成了球形納米粒子，進而失去了其獨特的光學性能及應用。近來，人們以金十面體或納米棒作種子，采用多步還原方法在多元醇中制備了銀@金@銀異質納米棒，這提供了一種構筑銀@金@銀異質納米棒的方法（J. Am.Chem. Soc. 2008, 130, 2940; Chem. Mater. 2013, 25, 34）。然而，該法獲得的銀@金@銀異質納米棒并未表現出棒狀金屬納米粒子預期的可見-近紅外多重光吸收特性。此外，采用上述方法制備金十面體及銀@金@銀異質納米棒目標產物時，常伴有金及銀團聚體等副產物形成。最近，我們采用一步高溫多元醇還原方法成功制備了穩定性好且具有多重光吸收性能的銀@金@銀異質納米棒（Chem. Mater. 2013, 25, 2580）。然而，該制備方法存在反應慢、能耗高、反應時間長(60小時以上)、成本高、難以精確宏量制備等弊端。這嚴重制約著銀@金@銀(Ag@Au@Ag)異質納米棒在生物/化學傳感器件、光電子器件、信息儲存、醫學檢測、近紅外光熱治療等方面的廣泛應用。

發明內容

為了解決目前具有多重光吸收性能的銀@金@銀異質納米棒制備過程中能耗大、反應慢、耗時長、成本高、精確宏量制備困難等問題，本發明提供了一種簡便實用、能夠快速精準制備具有多重光吸收性能的銀@金@銀異質納米棒的合成方法。本發明的另一個目的是提供近紅外吸收顯著可調的銀@金@銀異質納米棒，為生物/化學傳感器件、光電子器件、信息儲存、醫學檢測、近紅外光熱治療等方面實際應用提供重要的物質基礎和理論指導。

本發明中銀@金@銀(Ag@Au@Ag)異質納米棒是采用種子生長法在環境氣氛加熱含有硝酸銀、預制的金十面體、碳酸氫鈉、聚二烯丙基二甲基氯化銨、抗壞血酸的乙二醇溶液獲得的，包括以下具體步驟：

（1）預制金十面體納米粒子膠體溶液：以聚二烯丙基二甲基氯化銨做穩定劑與形貌控制劑，氯金酸作金源，在硝酸銀存在條件下采用多元醇還原法在乙二醇溶液中制備金十面體納米粒子膠體溶液；