[發明專利]一種實心二氧化硅包覆金納米棒復合納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710330381.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN106944615B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 趙軍偉;李繼利;王玉江;陳建;賈鐵昆
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F1/00;B22F9/24
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

本發明公開了一種實心二氧化硅包覆金納米棒復合納米材料的制備方法，先制備出CTAB穩定的金納米棒，然后采用MPEG?SH替換金納米棒表面的CTAB，得到表面偶聯有MPEG?SH分子的金納米棒，在弱堿性條件下，通過正硅酸乙酯水解，得到致密實心二氧化硅包覆的金納米棒復合結構，最后將制備得到的金納米棒復合結構經過不同的高溫處理后，金納米棒仍然保持棒狀的結構。本發明用MPEG?SH分子替換了原有金納米棒表面的CTAB分子，制備得到了致密的實心二氧化硅殼層，然后通過退火處理，進一步提高了金納米棒復合納米結構的熱穩定性，所得實心二氧化硅包覆金納米棒復合納米材料最高可以耐受700℃左右的高溫。

技術領域

本發明涉及金納米棒復合材料技術領域，具體涉及一種實心二氧化硅包覆金納米棒復合納米材料的制備方法。

背景技術

金納米棒由于其特殊的表面等離子共振效應，從而具有獨特的光學性質，這使得金納米棒在生物醫學、光催化領域等具有廣泛的應用。近年來，對于金納米棒的研究成了納米材料領域的一個熱點之一。但是金納米棒本身也具有缺陷，它能夠穩定存在的條件較為苛刻，高溫或含有氧化劑的體系都容易使金納米棒的形貌發生變化，這在一定程度上限制了金納米棒的應用。基于這一點，尋找合適的包覆方法以提高金納米棒的熱穩定性，成了研究者們感興趣的關注點。

首都師范大學袁菁等人發明了一種提高金納米棒光熱性能和光熱穩定性的方法(CN106141201A)，該發明提供了一種改性的金納米棒，其表面包裹有由牛血清蛋白(BSA)包裹的金納米簇，組成了一種新型納米復合物。

目前，提高金納米棒熱穩定性的最常見的方法是在金納米棒表面包覆一層介孔二氧化硅。首都師范大學馬占芳小組發明了一種制備表面包覆有二氧化硅的金納米棒顆粒的方法(CN101230208),該方法是在CTAB穩定的金納米棒表面直接介孔二氧化硅。國家納米科學中心的唐智勇小組發明了一種金納米棒-二氧化硅核殼結構納米材料的制備方法(CN105036070A)，該方法是以二氧化硅為殼包覆肩并肩的金納米棒，所制備的樣品最終結構為具有圓二色光學活性的金納米棒組織體。介孔二氧化硅包覆后的金納米棒的熱穩定性有所提高，在200□C左右的溫度下能保持形貌不變。更高的溫度下，介孔二氧化硅包覆后的金納米棒的熱穩定性變差，作為核材料的金納米棒容易發生變形，這在一定程度上影響了金納米棒的應用領域。例如如果需要在高溫下(300□C以上)，以金納米棒為核，在其表面包覆生長其他成分的結晶度良好無機非金屬材料，就需要金納米棒具有更高的熱穩定性，而現有的以介孔二氧化硅包覆金納米棒的合成技術很難得到耐溫性很高的金納米棒復合材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種實心二氧化硅包覆金納米棒復合納米材料的制備方法，通過該方法可以在金納米棒表面包覆一層厚度可控的致密實心二氧化硅殼層，該實心二氧化硅殼層是非介孔二氧化硅，所制備的樣品經過高溫處理后，可以形成熱穩定性高的金納米棒/實心二氧化硅核殼納米復合結構，致密非介孔二氧化硅殼層能有效提高金納米棒的熱穩定性，所得產品在光電子器件和生物醫學領域具有重要的潛在應用價值。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

依據本發明提出的一種實心二氧化硅包覆金納米棒復合納米材料的制備方法，包括以下步驟：

1)金納米棒的制備：

(a)配制金種子溶液：在玻璃瓶中加入5mL 0.5mM HAuCl₄溶液和5mL 0.2M十六烷基三甲基溴化銨溶液，并以均勻的速度攪拌，然后取1mL用冰水新鮮配置的0.01M的NaBH₄溶液，加入到CTAB-Au³⁺的混合溶液中并迅速攪拌2分鐘，制備好的金種子溶液在室溫避光條件下生長2h以備用；