[发明专利]一种制备具有核壳结构的卟啉纳米金复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，具体涉及一种制备具有核壳结构的卟啉纳米金复合材料的方法。

背景技术

卟啉及其衍生物在分子水平上代表了具有普遍生命意义的分子生物学内容，哪里有生命哪里就有卟啉分子。它不仅是生物分子叶绿素的功能组成部分，而且也是氧载蛋白(血红蛋白)的行为点。在酶系统中，蛋白质周围被卟啉衍生物所包围，这种独特的组装结构对于其催化性能的表达非常重要；光合系统中，卟啉分子排列成环状结构，这种结构的卟啉聚集体表现出完美的光能转换效率。基于卟啉分子独特的平面共轭结构和光电性质，人们常常以其作为仿生分子来模拟研究生物体进行的新陈代谢、酶催化、光合作用机制等生命活动过程，揭示酶蛋白中卟啉分子在生物体内的作用机制，设计和开发基于卟啉化合物的生物传感、催化材料和光电器件。

近年来，核-壳型纳米粒子因其不同于单组分胶体粒子的独特性质成为分析科学、材料学、生物学和医学领域的研究热点。单分散核/壳纳米复合材料广泛被用作催化材料、光子晶体、药物控制输送、生物标记等。贵金属纳米粒子由于表面等离子体共振在可见区产生吸收，常常作为可视化的传感器件被应用在分析检测中。当强吸收的卟啉分子包覆在金纳米粒子周围时，由于贵金属表面等离子基元与卟啉分子的相互耦合，可以有效地实现光的汇集和操纵，增加光伏电池中太阳能的吸收，从而有效地提高太阳能电池的转换效率。

然而目前研究者主要通过多步过程来实现纳米金与卟啉分子形成杂化结构：首先合成出金纳米粒子，然后通过巯基卟啉与纳米金表面稳定剂发生配体交换，从而形成纳米金和卟啉分子的复合结构。这种方法制备的纳米复合结构在应用和研究电荷转移还存在如下不足：复合材料需要多步合成，过程繁琐，表面卟啉分子的荧光容易发生淬灭，从而大大降低了材料的光电效率，光电效率仅为0.13%左右。

发明内容

本发明的目的克服现有卟啉纳米金复合材料制备过程繁琐的缺陷，提供一种更为简单地制备具有核壳结构的卟啉纳米金复合材料的方法。

本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种制备具有核壳结构的卟啉纳米金复合材料的方法，包括将四羟基苯基卟啉溶液与HAuCl₄溶液混合，于80～200℃反应5～90分钟后，分离，得到具有核壳结构的卟啉纳米金复合材料。

进一步，按四羟基苯基卟啉与HAuCl₄摩尔比为1：(0.2～5)，将四羟基苯基卟啉溶液与HAuCl₄溶液混合。

优选的，按四羟基苯基卟啉与HAuCl₄摩尔比为1：(0.5～3)，将四羟基苯基卟啉溶液与HAuCl₄溶液混合。

最优选为按四羟基苯基卟啉与HAuCl₄摩尔比为1：1，将四羟基苯基卟啉溶液与HAuCl₄溶液混合。

进一步，所述四羟基苯基卟啉溶液浓度为0.01～1mmol/L；所述HAuCl₄溶液的浓度为0.01～1mmol/L。

更进一步，所述四羟基苯基卟啉溶液浓度为0.05～0.5mmol/L；所述HAuCl₄溶液的浓度为0.05～0.5mmol/L。

更进一步，所述四羟基苯基卟啉溶液浓度为0.1～0.3mmol/L；所述HAuCl₄溶液的浓度为0.1～0.3mmol/L。

进一步，所述反应的温度为100～150℃。

所述分离的具体过程为：先用滤膜过滤反应液，得到的悬浊液再离心，转速≥6000r，即得到具有核壳结构的卟啉纳米金复合材料。

所述核壳结构是以金为核。