[发明专利]一种SiO2包覆Au@Ag核壳纳米棒的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种简单快速制备SiO₂包覆AuAg核壳纳米棒的方法。

背景技术

表面等离子体是光与贵金属中的自由电子相互作用时，自由电子和光波电磁场由于共振频率相同而形成的一种集体振荡态，它是存在于金属表面的一种非辐射局域模式。通过改变金属表面的纳米结构，进而改变其对光波的作用，可以实现表面等离子体共振特性的调谐，这为发展新型光子器件、光学传感器、生物检测等提供了可能。

AuAg核壳纳米棒具有独特的表面等离子体共振特性，与球形贵金属纳米颗粒相比，AuAg核壳纳米棒通过改变长径比可以使其表面等离子体共振波长从可见光到近红外区域连续可调。目前最常用的制备AuAg核壳纳米棒的方法中需要使用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)来维持AuAg核壳纳米棒的稳定，无表面活性剂的AuAg核壳纳米棒之间容易相互聚集。但是，CTAB具有较强的生物毒性，不能直接应用于细胞及其他生物实验。因此，AuAg核壳纳米棒的表面改性成为研究的热点问题，寻求一种简单的AuAg核壳纳米棒表面修饰的方法是非常必要的。

纳米SiO₂无毒，生物相容性较好，有优良的透光性，因此，SherineO.Obare等人通过3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)作为连接剂，硅酸钠为硅源对Au纳米棒进行SiO₂的包覆；Xuyongkui等人使用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为连接剂，正硅酸乙酯作为硅源，对Au纳米棒表面进行了多孔SiO₂的包覆；LiuJinsheng等人通过在特定的CTAB浓度下得到SiO₂包覆Au纳米棒的复合颗粒；CuiYiping等人利用4-巯基苯甲酸、聚丙烯胺盐酸盐对AuAg核壳纳米棒进行多次修饰后进行SiO₂的包覆。

上述方法虽然能包覆上SiO₂，但是Au纳米棒或AuAg核壳纳米棒之间有聚合的现象，且制备时间过长(20～40小时)，制备过程也比较繁琐，需要对AuAg核壳纳米棒表面进行多次修饰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服AuAg核壳纳米棒在有机相中易相互聚合且具有较强的生物毒性，以及现有SiO₂包覆AuAg核壳纳米棒制备过程繁琐、耗时长等问题，提供一种操作简单、耗时短的SiO₂包覆AuAg核壳纳米棒的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、利用种子生长法制备Au纳米棒

向0.1mol/L十六烷基三甲基溴化铵水溶液中加入0.01mol/L氯金酸水溶液和0.1mol/L硼氢化钠水溶液，搅拌均匀，其中氯金酸与硼氢化钠、十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:2～3:300～500，然后在30～35℃下静置反应2～4小时，得到金种子溶胶。

将0.01mol/L氯金酸水溶液、0.1mol/L十六烷基三甲基溴化铵水溶液、0.01mol/L硝酸银水溶液、质量分数为38％的盐酸水溶液、0.1mol/L抗坏血酸水溶液按体积比为1:15～30:0.15～0.30:0.02～0.06:0.15～0.20混合均匀，得到种子生长液；将金种子溶胶与种子生长液按体积比为1:2000～2500混合均匀，然后在30～35℃下静置反应10～15小时，离心洗涤，得到Au纳米棒。

2、利用抗坏血酸还原硝酸银制备AuAg核壳纳米棒

将Au纳米棒、0.1mol/L十六烷基三甲基溴化铵水溶液、0.4mol/LpH值为9的甘氨酸水溶液、0.01mol/L硝酸银水溶液、0.1mol/L抗坏血酸水溶液按体积比为1:8～15:8～15:0.1～0.5:0.05～0.25混合均匀，室温搅拌反应1～3小时，离心洗涤，得到AuAg核壳纳米棒。

3、制备AuAgSiO₂核壳纳米棒

将AuAg核壳纳米棒加入去离子水中，超声分散均匀，加入聚乙烯吡咯烷酮，室温搅拌1～2小时，加入异丙醇，超声分散均匀，再加入氨水和正硅酸乙酯，35～50℃反应2～4小时，离心洗涤，得到AuAgSiO₂核壳纳米棒。