[發明專利]利用種子生長法所得金納米棒水相轉油相的表面修飾方法

有效

• 申請號: 202110706346.3
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113500200B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 謝勇;胡同華;趙鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/102;B22F1/0545;B82Y40/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種利用種子生長法所得金納米棒水相轉油相的表面修飾方法，所述的金納米棒為十六烷基三甲基溴化銨雙分子層穩定的金納米棒。所述水相轉油相的表面修飾為先在中介溶液中修飾，之后在目標溶液中二次修飾，最終分散到目標溶液中。該方法包括以下步驟：(1)制備十六烷基三甲基溴化銨雙分子層穩定的金納米棒；(2)通過離心將金納米棒溶液溶于中介溶液，在金納米棒表面修飾聚苯乙烯；(3)通過離心將聚苯乙烯部分修飾的金納米棒轉移到目標油相中進行二次修飾，得到聚苯乙烯全面修飾的金納米棒。該方法操作簡單、效率高、耗時短。通過本方法得到的金納米棒在油相中具有很好的分散性及穩定性。

技術領域

本發明屬于貴金屬納米顆粒的修飾領域，特別涉及聚苯乙烯(Polystyrene)通過配體交換替換掉金納米棒表面的十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，將金納米棒從水相轉移至油相并能在油相中穩定分散的修飾方法。

背景技術

金納米棒具有縱向和橫向等離子共振效應，并具有一系列與形狀相關的性質，如吸收、光致發光、表面增強拉曼截面和電導率。這些特性決定了離散的金納米棒在光學和電子器件、傳感和成像、生物診斷、藥物和基因傳遞等方面具有較高的潛在應用價值。自組裝或輔助組裝成有序陣列的金納米棒，可以實現由相鄰單個納米粒子的光學和電子特性耦合而產生的整體特性，為制造新材料和功能器件提供一條新的途徑。迄今為止，金納米棒陣列的自組裝已經取得了顯著的進展，比如人們采用與金納米棒通過化學或物理結合的配體來穩定金納米棒，采用DNA、碳納米管、嵌段共聚物模板或外部電場等對金納米棒進行組裝，但這些方法中大多數都受限于對整體的幾何形狀和復雜性的控制，一般來說，要獲得不同的納米棒自組裝結構，必須通過替換或修飾配體來改變其表面化學性質。

對納米顆粒表面進行配體修飾的方法有兩種：表面引發聚合法(Grafting from)和配體置換法(Grafting to)。表面引發聚合法是先在納米顆粒表面形成聚合反應的引發點，然后在表面引發單體聚合反應；配體置換法是用端部基團處理過的和納米顆粒具有相互作用的聚合物配體替換掉納米顆粒表面原有的作為穩定劑的配體。相對于表面引發聚合法而言，配體置換法操作簡單，配體在納米顆粒表面分布更加均勻，可對納米顆粒的表面性質進行精確的調控，本發明提供的修飾方法為配體置換法。

目前，人們通過采用金種子生長法可制備出CTAB保護的不同長徑比的金納米棒，該方法操作簡單，可重復性高，實用性強，且通過金種子生長法制備的金納米棒，其兩端和側面對配體分子結合的能力不同，這為金納米棒分步修飾PS成為了可能。但通過該方法制備的金納米棒是水溶性的，不溶于四氫呋喃、甲苯等油溶性溶劑，從而極大限制了金納米棒的實際應用。并且，到目前為止文獻和專利公開的CTAB保護的金納米棒上難以修飾或者只能部分修飾PS，達不到全面包覆的效果，使得金納米棒在油性溶劑中難以保持良好的分散性，在某種程度上限制了金納米棒的儲存和在油性溶劑中的進一步使用。

發明內容

本發明的第一目的是克服原有技術的不足之處，采用一種兩步修飾的方法在金納米棒表面修飾PS。

發明的第二目的是通過提出的這種修飾方法能夠將金納米棒從水相轉移到油相，并能在油相中具有較好的分散性。

所述在金納米棒表面修飾PS的方法，包括如下步驟：

(1)將CTAB雙分子層穩定的金納米棒離心2次，在超聲下將溶有PS的中介溶液滴入金納米棒溶液中。

(2)將所述溶有PS和金納米棒的中介溶液在室溫下攪拌12h。

(3)離心，將部分修飾的金納米棒轉移到溶有PS的目標溶液進行二次修飾。

(4)將所述溶有PS和部分修飾金納米棒的目標溶液在室溫下攪拌12h。

(5)離心，去除游離的PS上清液。

(6)將修飾的金納米棒分散到目標溶液。