[發明專利]一種Ag@SiO2

有效

• 申請號: 202110953896.5
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113649567B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 魯穎煒;任亮;鄧小波;呂珺;張勇
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B22F1/16
• 分類號: B22F1/16;B22F1/18;C01B33/18;C23C18/52
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 陳蘭

本發明公開了一種Ag@SiOsubgt;2/subgt;@Sn三層核殼結構及其制備方法，該結構是以銀納米粒子(Ag?NPs)為核，在其表面均勻包覆一薄層二氧化硅，再在最外層包覆一層Sn納米粒子。其制備方式為：通過改進的法制備出Ag@SiOsubgt;2/subgt;核殼結構，然后運用濕化學還原法在Ag@SiOsubgt;2/subgt;外層包覆Sn納米粒子制備出Ag@SiOsubgt;2/subgt;@Sn三層核殼結構。本發明制備方法綠色環保、操作簡單、條件溫和。與普通的金屬復合材料相比，該三層核殼結構因SiOsubgt;2/subgt;隔離薄層的存在，而使其同時具有強表面等離子近場效應和寬光譜響應性質。

技術領域

本發明涉及三層核殼結構制備的技術領域，具體涉及一種Ag@SiO₂@Sn三層核殼結構及其制備方法。

背景技術

在光學領域中，利用金屬納米粒子的表面等離子近場效應增強硅薄膜器件的光吸收性能時，需要將金屬納米粒子嵌入半導體薄膜中。與傳統表面等離子材料相比，與硅(Si)同主族的金屬錫(β-Sn)納米粒子因其嵌入不會引起電子缺陷而吸引了研究者的廣泛關注。但β-Sn的表面等離子近場效應較弱，因此需要引入貴金屬作為核來增強β-Sn的表面等離子近場效應。現有技術中，雖然可以在油相中成功制備出了Ag@SiO₂核殼結構納米復合材料，但其工藝中油相母液配制繁瑣，對操作經驗要求高，并且也未涉及該結構的光學性能的探究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Ag@SiO₂@Sn三層核殼結構及其制備方法，其在復合材料中，利用易于控制的惰性SiO₂薄層分隔金屬Ag和Sn，避免二者形成合金，使其同時具有Ag的強表面等離子性能和Sn的寬光譜響應性質。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種Ag@SiO₂@Sn三層核殼結構，所述的Ag@SiO₂@Sn三層核殼結構是Sn納米粒子彌散分布在Ag@SiO₂核殼結構上。

優選地，一種Ag@SiO₂@Sn三層核殼結構的制備方法，包括以下步驟：

(1)在乙醇與水混合溶液中加入配制好的Ag溶膠，再加入催化劑氨水調節pH值，最后添加正硅酸四乙酯，持續攪拌一段時間后常溫陳化若干小時，洗滌、干燥得到Ag@SiO₂核殼結構，備用；

(2)采用3-氨丙基三甲氧基硅烷對步驟(1)中制備的Ag@SiO₂核殼結構進行表面改性處理后，備用；

(3)在一縮二乙二醇中配制二水合氯化亞錫與PVP-K30的混合溶液，再加入步驟(2)中改性后的Ag@SiO₂核殼結構，攪拌一段時間后加入硼氫化鈉溶液，在一定溫度下反應1～2h后得到Ag@SiO₂@Sn三層核殼結構。

優選地，所述步驟(1)中乙醇與水的體積比為4:1～4:3，反應體系的pH值為9～10，正硅酸四乙酯添加量為10～100μL，陳化時間為12～24h。

優選地，所述步驟(2)中改性時間為4～8h。

優選地，所述步驟(3)中二水合氯化亞錫與硼氫化鈉的摩爾比為1:1～1:5，二水合氯化亞錫與PVP-K30的質量比為1:4～1:5。

優選地，所述步驟(3)中反應溫度為75～120℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)本發明制備的Ag@SiO₂@Sn三層核殼結構不存在合金相；

2)本發明提供的制備方法工藝簡單、操作簡便、條件溫和；