一種二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]貴金屬納米材料在電、光、熱、催化等方面具有十分優(yōu)異的性能，得到了越來(lái)越廣泛和深入的研宄。相對(duì)于其他種類貴金屬納米粒子，納米銀具有相似的光學(xué)性質(zhì)，而價(jià)格卻更加低廉，增強(qiáng)性質(zhì)更強(qiáng)，并且具有抗菌等獨(dú)有性質(zhì)，因而存在更大的應(yīng)用價(jià)值。納米粒子的物理化學(xué)性質(zhì)與粒子的尺寸、形貌有著強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，二維分形銀納米粒子的非對(duì)稱形貌及高比表面積使其在紅外熱療、表面增強(qiáng)拉曼、催化等諸多方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)，因而在檢測(cè)、醫(yī)療、生物傳感等方面擁有巨大的應(yīng)用潛力。
[0003]目前關(guān)于合成二維分形納米粒子的方法有過(guò)一些報(bào)道。H.G.Park等利用(NaPO3)6作為穩(wěn)定劑及模板劑，在70°C利用聚乙烯胺還原HAuCl 4，得到二維分形金納米粒子(H.Parab, C.Jung M.-A.Woo, H.G.Park, J Nanopart Res (2011) 13:2173 - 2180)，然而反應(yīng)中需要加入大分子，后處理過(guò)程中難以將其去除，嚴(yán)重限制其應(yīng)用范圍。Zheng等利用水-空氣界面合成，以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維生長(zhǎng)的抑制，得到二維分形金納米粒子(Xiangtao Baiand Liqiang Zheng, Crystal Growth&Design, (2010).10，4701 - 4705)，這種方法操作條件苛刻，產(chǎn)率低，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)于產(chǎn)物形貌的調(diào)控，難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。因此探尋配體簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)捷并且形貌可控的二維分形銀納米粒子的制備方法對(duì)其實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種簡(jiǎn)單有效、形貌可控的二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法。
[0005]具體的技術(shù)方案如下:
[0006]一種二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法，具體步驟為:在乙醇和水的混合溶劑中，攪拌條件下，加入檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液、硝酸銀水溶液和檸檬酸鈉水溶液，混合均勻后再加入NH2NH2的水溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3?12分鐘，即得到二維枝狀銀納米粒子的溶膠；所述的乙醇的用量按體積計(jì)占所有反應(yīng)物溶液的50%?70%，所述的混合溶劑的用量為使所有反應(yīng)物混合后的溶液中硝酸銀的濃度為0.2mM ;所述的球形銀粒子的用量為按所含Agtl計(jì)與硝酸銀的摩爾比1:20 ;所述的檸檬酸鈉的用量為與硝酸銀按摩爾比為1:1 ;所述的冊(cè)12冊(cè)12的用量為與硝酸銀按摩爾比為1:2。
[0007]所述的檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液濃度按所含Agtl計(jì)優(yōu)選為ImM，球形銀粒子粒徑優(yōu)選23nm ;所述的硝酸銀、檸檬酸鈉、NH2NH2的水溶液濃度均優(yōu)選0.1M。
[0008]所述的檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液可以按現(xiàn)有技術(shù)制備，也可按下述方法制備:向250mL平底燒瓶注入94.9mL水，然后加入3.4mL濃度為0.17M的檸檬酸鈉、0.6mL濃度為0.17M的檸檬酸以及ImL濃度為0.1M的硝酸銀溶液，400r/min攪拌條件下加入100 μ L濃度為ImM的NaBHjK溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5分鐘后將溶液加熱到沸騰，停止加熱，同時(shí)停止攪拌，空氣中自然冷卻，得到檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液。
[0009]本發(fā)明的方法通過(guò)簡(jiǎn)單改變混合溶劑中乙醇比例實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物的形貌及光學(xué)性質(zhì)的調(diào)控，可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
[0010]有益效果:
[0011]1、本發(fā)明的方法采用檸檬酸鈉作為保護(hù)劑，無(wú)需引入大分子，由于檸檬酸鈉具有良好的生物相容性，并且易于二次修飾，因此粒子的后續(xù)應(yīng)用十分方便。
[0012]2、本發(fā)明的方法屬于溶液合成，相對(duì)于界面反應(yīng)操作簡(jiǎn)捷且更容易控制反應(yīng)條件。
[0013]3、本發(fā)明克服了以往合成二維枝狀銀納米粒子方法的局限，具有形貌可控、操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、環(huán)境友好、并可擴(kuò)大反應(yīng)體系實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)等特點(diǎn)。
[0014]4、本發(fā)明所得產(chǎn)物在近紅外處有吸收，并具有較高增強(qiáng)拉曼活性。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是實(shí)施例2、3、4制備的銀納米粒子溶膠的紫外可見(jiàn)吸收光譜。
[0016]圖2是實(shí)施例2制備的銀納米粒子透射電鏡圖片。
[0017]圖3是實(shí)施例3制備的銀納米粒子透射電鏡圖片。
[0018]圖4是實(shí)施例4制備的銀納米粒子透射電鏡圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下實(shí)施例1是種子溶液的制備，實(shí)施例2?4是二維分形銀納米粒子的制備。
[0020]實(shí)施例1
[0021]向250mL平底燒瓶注入94.9mL水，然后加入3.4mL濃度為0.17M的檸檬酸鈉、
0.6mL濃度為0.17M的檸檬酸以及ImL濃度為0.1M的硝酸銀溶液。400r/min攪拌條件下加入100 μ L濃度為ImM的NaBH^K溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5分鐘后將溶液迅速加熱到沸騰，停止加熱，并停止攪拌，空氣中自然冷卻，得到檸檬酸鈉修飾的球形的銀納米粒子溶液，作為種子溶液，銀納米粒子的尺寸約為23nm，濃度按所含Agtl計(jì)為ImM，將其在4°C下保存。
[0022]實(shí)施例2
[0023]將2.5mL無(wú)水乙醇與2.4ImL去離子水混合，400r/min攪拌條件下，加入50 μ L實(shí)施例I制備的種子、10 μ L濃度為0.1M的AgNO3' 10 μ L濃度為0.1M的Na3Cit,混合均勻后，最后加入20 μ L濃度為0.1M的NH2NH2溶液。最終溶液中乙醇的體積百分比為50%，AgNO 3濃度為0.2mM洫8勵(lì)3與球形粒子所含Ag °的摩爾比為20:1 ；AgNO 3與粒子穩(wěn)定劑Na 3Cit的摩爾比為1:1 48顯3與還原劑NH 2NH2的摩爾比為1:2。室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3分鐘，反應(yīng)結(jié)束得到二維分形銀納米粒子。產(chǎn)物的平均粒徑為182nm，枝的寬度平均為19nm，透射電鏡照片如圖2，紫外可見(jiàn)吸收光譜如圖1。
[0024]實(shí)施例3
[0025]將3.0mL無(wú)水乙醇與1.9ImL去離子水混合，400r/min攪拌條件下，加入50 μ L實(shí)施例I制備的種子、10 μ L濃度為0.1M的AgNO3' 10 μ L濃度為0.1M的Na3Cit,混合均勻后，最后加入20 μ L濃度為0.1M的NH2NH2溶液。最終溶液中乙醇的體積百分比為60%，AgNO 3濃度為0.2mM洫8勵(lì)3與球形粒子所含Ag °的摩爾比為20:1 ；AgNO 3與粒子穩(wěn)定劑Na 3Cit的摩爾比為1:1 48顯3與還原劑NH 2NH2的摩爾比為1:2。室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)6分鐘，反應(yīng)結(jié)束得到二維分形銀納米粒子。產(chǎn)物的平均粒徑為209nm，枝的寬度平均為10nm，透射電鏡照片如圖3，紫外可見(jiàn)吸收光譜如圖1。
[0026]實(shí)施例4
[0027]將3.5mL無(wú)水乙醇與1.4ImL去離子水混合，400r/min攪拌條件下，加入50 μ L實(shí)施例I制備的種子、10 μ L濃度為0.1M的AgNO3' 10 μ L濃度為0.1M的Na3Cit,混合均勻后，最后加入20 μ L濃度為0.1M的NH2NH2溶液。最終溶液中乙醇的體積百分比為70%，AgNO 3濃度為0.2mM洫8勵(lì)3與球形粒子所含Ag °的摩爾比為20:1 ；AgNO 3與粒子穩(wěn)定劑Na 3Cit的摩爾比為1:1 48顯3與還原劑NH 2NH2的摩爾比為1:2。室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3分鐘，反應(yīng)結(jié)束得到二維分形銀納米粒子。產(chǎn)物的平均粒徑為266nm，枝的寬度平均為7nm，透射電鏡照片如圖4，紫外可見(jiàn)吸收光譜如圖1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法，具體步驟為:在乙醇和水的混合溶劑中，攪拌條件下，加入檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液、硝酸銀水溶液和檸檬酸鈉水溶液，混合均勻后再加入NH2NH2的水溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3?12分鐘，即得到二維枝狀銀納米粒子的溶膠；所述的乙醇的用量按體積計(jì)占所有反應(yīng)物溶液的50%?70%，所述的混合溶劑的用量為使所有反應(yīng)物混合后的溶液中硝酸銀的濃度為0.2mM ;所述的球形銀粒子的用量為按所含Agtl計(jì)與硝酸銀的摩爾比1:20 ;所述的檸檬酸鈉的用量為與硝酸銀按摩爾比為1:1 ;所述的冊(cè)12冊(cè)12的用量為與硝酸銀按摩爾比為1:2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法，其特征在于，所述的檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液濃度按所含Agtl計(jì)為ImM，球形銀粒子粒徑為23nm ;所述的硝酸銀、檸檬酸鈉、NH2NH2的水溶液濃度均為0.1M。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法，其特征在于，所述的檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液是按下述方法制備的:向250mL平底燒瓶注入94.9mL水，然后加入3.4mL濃度為0.17M的檸檬酸鈉、0.6mL濃度為0.17M的檸檬酸以及ImL濃度為0.1M的硝酸銀溶液，400r/min攪拌條件下加入100 μ L濃度為ImM的NaBH4水溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5分鐘后將溶液加熱到沸騰，停止加熱，同時(shí)停止攪拌，空氣中自然冷卻，得到檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子溶液。
【專利摘要】本發(fā)明的一種二維分形銀納米粒子在醇水體系中的制備方法,屬于納米材料制備的技術(shù)領(lǐng)域。具體步驟為，在乙醇和水的混合溶劑中，攪拌條件下加入檸檬酸鈉修飾的球形銀粒子、硝酸銀、檸檬酸鈉及NH2NH2的水溶液，室溫下反應(yīng)3～12分鐘，即得到二維枝狀銀納米粒子的溶膠。本發(fā)明的方法通過(guò)簡(jiǎn)單改變混合溶劑中乙醇比例實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物的形貌及光學(xué)性質(zhì)的調(diào)控，產(chǎn)物在近紅外處有吸收，并有較高增強(qiáng)拉曼活性；本發(fā)明還具有操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、環(huán)境友好、并可擴(kuò)大反應(yīng)體系實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)等特點(diǎn)。
【IPC分類】B82Y40-00, B22F9-24
【公開(kāi)號(hào)】CN104551009
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510023854
【發(fā)明人】劉紅, 楊文勝, 紀(jì)小會(huì), 李軍, 莊家騏, 王睿
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日