[发明专利]一种核壳结构的Au@SnO2

说明书

本发明公开了一种核壳结构的Au@SnO₂纳米颗粒及其制备方法，在棒状AuNR纳米颗粒的基础上通过加入十六烷基三甲基溴化铵水溶液、加入氨水溶液调节体系的PH为10～11、加入SnCl₄水溶液并经水热反应得到核壳结构的Au@SnO₂纳米颗粒。本方法操作简单、所需设备简单，根据本发明公开的方法得到的Au@SnO₂纳米颗粒的分散性较好，无聚集堆积现象，其对环境变化响应更为灵敏。

技术领域

本发明属于无机纳米材料领域和表面等离子体共振研究领域，具体涉及到一种核壳结构Au@SnO₂纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

贵金属纳米颗粒由于具有局域表面等离子体共振效应而具有丰富的光学性质，这一光学响应随颗粒的组成、形貌、大小等因素的变化而变化。

金纳米颗粒由于比较稳定且形貌可塑而备受人们的关注。其中，Au@SnO₂核壳纳米颗粒在传感器和催化作用上的应用非常广泛。它可以调节传感器中的局域表面等离子体共振，使气体传感器具有更高的灵敏度和可选择性。在催化应用上，增强光子捕获和活性氧的产生，提高可见光催化性能，可以消除水污染。

但目前合成Au@SnO₂纳米颗粒具有以下几个问题：第一，合成产率不高且需要繁琐的合成步骤；第二，合成的条件比较苛刻；第三，合成的核壳纳米颗粒极易发生严重的聚集。因此，为了大幅度提高Au@SnO₂纳米颗粒的应用，就必须发展一种简单且产率较高的Au@SnO₂纳米颗粒的合成方法。

发明内容

针对以上不足，本发明公开了一种核壳结构的Au@SnO₂纳米颗粒及其制备方法，本方法操作简单且采用水浴加热的方法，通过改变合成条件可以得到不同壳厚度的Au@SnO₂纳米颗粒。

本发明所采取的技术方案为：

一种核壳结构的Au@SnO₂纳米颗粒的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：种子溶液的制备：向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中加入HAuCl₄水溶液混合均匀，再向其中加入新配制的NaBH₄冰水溶液，在35℃恒温条件中保持 2-5h得到种子溶液；

S2：AuNR纳米颗粒的制备：向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中依次加入 HAuCl₄水溶液、AgNO₃水溶液和HCl溶液，并在搅拌条件下加入抗坏血酸水溶液，待溶液被还原为无色后立即加入步骤A中制备的种子溶液，35℃恒温反应 5-24小时，即可得到AuNR纳米颗粒的溶液；

S3：Au@SnO₂纳米颗粒的制备：取步骤S2得到的AuNR纳米颗粒的溶液离心之后再分散到等体积的去离子水中，加入十六烷基三甲基溴化铵水溶液，搅拌充分于60℃静置5～10min；然后加入氨水溶液调节体系的pH为10～11，随后加入SnCl₄水溶液并在90℃下水浴加热搅拌反应35分钟。

所述步骤S2中的AuNR纳米颗粒的溶液经离心分离后即可得到具有棒状结构的AuNR纳米颗粒，纳米棒的长度为60～120nm。

所述步骤S1中，十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl₄水溶液和NaBH₄冰水溶液的摩尔浓度之比为(0.08～0.15)：(0.005～0.015)：(0.005～0.015)。

所述步骤S1中，十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl₄水溶液、NaBH₄冰水溶液的体积之比为10000：(125～300)：(500～1200)。