[發明專利]一種具有聚集誘導發光而且發光可調的銅/銀合金納米簇的制備方法

有效

• 申請號: 201711305708.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107987827B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 孔令燦;劉文衛;朱鵬飛;徐志飛;周閏;姚譽陽;吳宇伉
• 申請（專利權）人: 無錫市疾病預防控制中心
• 主分類號: C09K11/58
• 分類號: C09K11/58;B82Y30/00;B82Y40/00;B22F1/00;B22F9/24;G01N21/25
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

一種具有聚集誘導發光而且發光可調的銅/銀合金納米簇的制備方法，屬于納米材料發光技術領域。本發明方法的最大特點是銅/銀合金納米簇是在室溫條件下水中“一步法”合成的，具有聚集誘導發光性質。而且，這種銅/銀合金納米簇的發光顏色與銀離子的含量密切相關；隨著銀離子含量的增加，發光顏色可以從紅色調到橙色。這種銀離子對銅/銀合金納米簇發光的特異性響應能力可用于銀離子和鹵素離子的檢測，因此有望發展成為環境、食品及生物樣品中銀離子和鹵素離子檢測的實用技術。

技術領域

一種具有聚集誘導發光而且發光可調的銅/銀合金納米簇的制備方法，特別是室溫下水中“一步法”制備具有聚集誘導發光而且發光可調的銅/銀合金納米簇的方法，屬于納米材料發光技術領域。

背景技術

金屬納米簇是由幾個到幾十個原子組成，大小與電子的Fermi波長類似，具有類似于分子的電子結構和光學性質（Wilcoxon J P, Abrams B L. Synthesis, structure andproperties of metal nanoclusters, Chem. Soc. Rev.2006, 35: 1162–1194）。這樣的結構特征結合合適的配體設計將會在疾病診斷、生物成像和化學傳感等方面有廣泛的應用前景（Tao Y, Li M, Ren J, Qu X. Metal nanoclusters: novel probes fordiagnostic and therapeutic applications, Chem. Soc. Rev. 2015, 44: 8636–8663）。與有機染料和半導體量子點相比，金屬納米簇擁有很多優點，比如，成本低、污染小，并逐漸變成一種新型的發光體。但是，合成的金屬納米簇通常面臨著穩定性不足以及發光弱的特點，這大大限制了他們的應用。因此，深入理解金屬納米簇的內在發光機制是一個極其重要的研究領域。

金屬納米簇的發光主要起源于配體相關的缺陷和/或金屬為中心的發光（Luo Z,Yuan X, Yu Y, Zhang Q, Leong D T, Lee J Y, Xie J. From Aggregation-InducedEmission of Au(I)?Thiolate Complexes to Ultrabright Au(0)@Au(I)?Thiolate Core?Shell Nanoclusters, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134: 16662–16670）。由于缺少清楚的表面和界面結構，因此，很難確定它們對金屬納米簇發光的貢獻。為了增強金屬納米簇的發光，一種有效和方便的策略就是通過壓制配體的振動和轉動來減少非輻射躍遷和/或通過增強納米簇中的金屬-金屬作用來增強納米簇的輻射躍遷（Liu J, Wu Z, Tian Y, Li Y,Ai L, Li T, Zou H, Liu Y, Zhang X, Zhang H. Engineering the Self-AssemblyInduced Emission of Cu Nanoclusters by Au(I) Doping, ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9: 24899–24907）。這樣，金屬納米簇通過配體到金屬的電荷轉移（LMCT）和/或配體到金屬-金屬的電荷轉移（LMMCT）的輻射躍遷能力就會增強，帶來強發光的納米材料。但是，怎樣限制配體分子的振動和轉動以及增強金屬-金屬作用是一個重要的問題。自組裝通過合理控制分子間的多種相互作用（比如，氫鍵、范德華力、疏水-疏水作用、靜電作用等等）能夠得到各種各樣的有序結構。在這樣的結構中，配體分子間的振動和轉動被壓制，并且金屬-金屬作用增強。因此，自組裝方法認為是一種增強納米簇發光的有效方法。與金相比，銅元素便宜、含量豐富，這更有利于納米簇的實際應用。所以，我們選擇銅納米簇作為例子研究金屬納米簇的聚集誘導發光性質。