[发明专利]一维链状Au-Ag核壳纳米结构、自组装制备方法及SERS应用

说明书

本发明涉及一维链状Au‑Ag核壳纳米结构、自组装制备方法及SERS应用，利用液相合成方法和晶种生长法合成金核‑银壳结构纳米颗粒；将得到的核壳结构的纳米颗粒分散在无机盐和乙醇的混合溶液中；取一定量的碱性溶液，加入混合溶液，搅拌、离心后即得链状的一维纳米结构。本发明通过控制核壳纳米颗粒之间的静电相互作用力，自组装得到具有不同金核大小和不同银壳层厚度的一维纳米结构，该方法无需借助任何模板和表面活性剂，组装过程简单，金核大小和壳层厚度容易调控，产物易分离，对于有机物分子的表面拉曼增强效果显著，制备体系绿色环保，无有毒有害溶剂加入，制备得到的产品性能稳定，制备成本廉价，适用性广泛，重复性好，易于大规模制备。

技术领域

本发明属于Au、Ag纳米颗粒制备领域，涉及Au-Ag核壳纳米结构的制备方法，尤其是一种具有高表面拉曼增强效应的一维链状Au-Ag核壳纳米结构、自组装制备方法及SERS应用。

背景技术

拉曼光谱作为一种非弹性散射光谱，是通过对与入射光频率不同的散射光谱来分析分子的振动、转动，能够提供分子内部各种简正振动频率及有关振动能级方面的信息。传统的拉曼散射光谱信号较弱，作为信息读出手段往往缺乏高灵敏性。

表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman scattering,SERS)是指位于粗糖金属表面的小分子本身的拉曼信号得到增强的现象。这种现象已在表面科学、分析科学和生物科学等领域得到广泛的应用，为深入表征各种表面(界面)的结构和过程提供分子水平上的信息，如鉴别分子或离子在表面的键合、构型和取向以及材料的表面结构。关于SERS的增强机制，虽然到目前仍存在争议，但较为认可的是电磁场增强机理，而该机理中涉及到的“热点”(hot spot)—般是指在一些纳米粒子组成的聚集体中，相邻的纳米粒子之间的空隙之处的区域。此区域的SERS效应最强。如何能构建高效均一含有更多的“热点”的SERS基底，已成为SERS研究领域的热点和难点。

Au和Ag纳米颗粒，尤其是具有表面等离子共振效应(surface plasmonicresonance,SPR)的Au-Ag异质结构纳米颗粒，一直备受工业界和科研界的众多研究者的广泛关注，比如核壳结构的Au@Ag纳米颗粒。如果通过自组装将Au@Ag纳米颗粒形成更为复杂的高级结构，比如具有表面等离子效应的耦合效应的一维链状纳米结构。如此一来，在纳米颗粒之间由于表面等离子效应的耦合效应产生局域电磁场增强，在激光的激发下，从而得到有机物分子的表面拉曼增强信号。目前已有报道证实一些单纯的Ag或者Au纳米颗粒组成的一维纳米结构能够显著增强表面拉曼散射。因此，开发具有此类结构的拉曼基质是目前材料化学领域研究的热点。事实上，金属纳米颗粒的自组装目前已经成为纳米结构的制备和应用研究中的热点，尤其是一维Au-Ag核壳纳米结构，对于SPR效应的研究和应用具有非常重要的研究价值。

虽然目前具有核壳结构Au-Ag纳米颗粒已有文献报道，然而迄今为止一维链状Au-Ag核壳纳米结构的制备仍然是一个难题，目前尚未有文献报道，也极大地限制了一维纳米结构的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便、环保，而且具有高表面拉曼增强效应的一维链状Au-Ag核壳纳米结构、自组装制备方法及SERS应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种一维链状Au-Ag核壳纳米结构的自组装制备方法，步骤如下：

⑴将金核银壳的纳米颗粒分散在含有无机盐的醇水混合液中，得到A溶液，静置1分钟-4小时；

⑵取一定量的碱性溶液或者是含有碱的醇溶液加入到A溶液，搅拌5min-24小时，离心分离，得到链状一维核壳纳米结构。

而且，所述的无机盐为NaCl、KCl、NaNO₃、KNO₃、NH₄Cl、MgCl₂、AlCl₃的一种或两种以上的混合物。