[發(fā)明專利]一種基于牛血清白蛋白調(diào)控制備Ag-Au雙金屬復(fù)合膜的方法

有效

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• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111705300B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張穎;鄒永瑾;楊楠;趙心毓
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/20;C23C18/44;C23C28/02
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發(fā)明公開了一種基于牛血清白蛋白調(diào)控制備Ag?Au雙金屬復(fù)合膜的方法，以高分子復(fù)合微凝膠構(gòu)筑的二維膠體晶體為基底，通過簡單、高效的離子濺射法制備具有均勻周期性納米結(jié)構(gòu)的銀膜，在其表面調(diào)控組裝均勻的BSA膜，不僅可以顯著提高納米銀膜的穩(wěn)定性，而且利用BSA的輔助還原作用可以實現(xiàn)對Ag?Au雙金屬置換反應(yīng)過程的調(diào)控。更為重要的是，該方法只需通過簡單改變四氯合金酸的濃度和BSA濃度，不僅可以實現(xiàn)對Ag?Au雙金屬復(fù)合納米粒子膜結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，同時可以實現(xiàn)對Ag?Au雙金屬復(fù)合膜材料表面等離子共振性能的調(diào)控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二維結(jié)構(gòu)納米金屬復(fù)合膜的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于牛血清白蛋白(BSA)調(diào)控制備Ag-Au雙金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合膜的方法。

背景技術(shù)

銀納米粒子具有獨特的等離子體特性、高的催化活性和優(yōu)異的殺菌性能等，但銀納米粒子容易氧化，在使用過程中極其不穩(wěn)定；納米Au粒子具有高的化學(xué)穩(wěn)定性能和生物相容性。由納米Ag和納米Au通過不同方式復(fù)合形成的雙金屬復(fù)合納米材料不僅兼具納米Ag、納米Au二者的優(yōu)勢，同時，雙金屬在組成和結(jié)構(gòu)上的協(xié)同作用可以顯著增強其光、電性能及催化活性，已被廣泛應(yīng)用于催化、傳感、成像和光熱轉(zhuǎn)化等重要領(lǐng)域。

由粒徑單分散的膠體粒子組裝形成高度均勻的二維納米結(jié)構(gòu)，以及粒子與粒子間的相互作用等特性，使得納米結(jié)構(gòu)表面附近的電磁場被大大增強，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的光電增強性質(zhì)，如增強的光衍射、等離子耦合以及協(xié)同效應(yīng)等。其中，基于納米貴金屬組成的二維金屬納米材料獨特的局域表面等離子共振(LSPR)特性在催化、表面增強拉曼散射、傳感、生物成像、太陽能電池、光熱治療等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。

溶液相合成的Ag-Au雙金屬溶膠容易發(fā)生聚集，并導(dǎo)致穩(wěn)定性差等不足，而具有二維結(jié)構(gòu)的Ag-Au雙金屬納米復(fù)合膜不僅具有高的穩(wěn)定性和粒子間的協(xié)同效應(yīng)及集合效應(yīng)等，可產(chǎn)生更加優(yōu)異的高密度電磁場耦合效應(yīng)，由此可以顯著提高其光學(xué)、電學(xué)和催化等性能。目前，文獻報道的獲得二維結(jié)構(gòu)Ag-Au雙金屬復(fù)合膜的主要制備方法包括以下兩大類：一類是預(yù)先制備Ag-Au雙金屬粒子，再通過不同的組裝方法獲得二維結(jié)構(gòu)Ag-Au雙金屬二維結(jié)構(gòu)復(fù)合膜材料；另一類方法是以單分散粒徑均勻的SiO₂、聚苯乙烯(PS)、金屬氧化物粒子等膠體微粒為基本構(gòu)筑單元制備單層結(jié)構(gòu)膠體晶體為模板，構(gòu)建二維結(jié)構(gòu)Ag-Au雙金屬納米膜材料。

Ag-Au雙金屬粒子組裝制備納米膜，主要是通過粒子之間的相互作用和溶液表界面張力等組裝形成雙金屬薄膜。例如，韋慶益課題組(Food Chemistry,2020,310:125923)以Au@Ag核-殼納米粒子為基本單元，通過液-液界面自組裝方法制備二維結(jié)構(gòu)Ag-Au雙金屬陣列結(jié)構(gòu)，用作表面增強拉曼散射活性(SERS)基底材料。董軍課題組(Journal of Alloysand Compounds 2020,834:155139)通過自然蒸發(fā)法自組裝制備單層結(jié)構(gòu)Au@Ag納米棒陣列。這類方法在組裝過程中受溶液濃度、溶劑類型及修飾分子的種類等多種因素影響，并且所制備金屬膜的穩(wěn)定性不強。另外，也可結(jié)合離子濺射、熱處理、原位還原以及置換反應(yīng)等方法制備Ag-Au雙金屬納米膜。例如，Kylián小組(Vacuum,2019,170:108951)通過離子濺射法先后沉積納米Au和Ag層獲得具有平整結(jié)構(gòu)的Ag-Au雙金屬膜。也可通過原位還原和置換反應(yīng)法在基質(zhì)表面組裝制備Ag-Au二維結(jié)構(gòu)雙金屬復(fù)合材料(Applied SurfaceScience,2011,258:1144-1148；Spectrochimica Acta Part A:Molecular andBiomolecular Spectroscopy,2012,96:820-824；Applied Physics A,2013,111(4):1099-1105)。該類方法通過調(diào)節(jié)離子濺射時間以及熱處理可以調(diào)控沉積的納米金屬層形貌，或者通過控制化學(xué)反應(yīng)條件實現(xiàn)對雙金屬結(jié)構(gòu)及相對含量的調(diào)控，所制備的Ag-Au雙金屬的膜材料的穩(wěn)定性不好，且光學(xué)性能的調(diào)控范圍非常有限。