[发明专利]一种三维有序介孔贵金属纳米颗粒的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种三维有序介孔贵金属纳米颗粒的制备方法及其应用，以介孔材料KIT‑6分子筛为模板，经氯金酸溶液填充，真空干燥24h后，以正己烷或二氯甲烷作为溶剂，1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷或正丁胺作为还原剂，利用HF腐蚀去除介孔材料KIT‑6分子筛，得到三维有序介孔Au纳米颗粒。其颗粒尺寸为直径50nm‑500nm，孔径大小为2‑15nm。该方法可以制备尺寸均一、形状可控的三维有序介孔贵金属纳米颗粒，制备工艺简单、反应时间短且过程可控。得到的三维有序介孔贵金属纳米颗粒呈现周期排列的有序结构，比表面积高，生物兼容性好，光热转换效率高，在表面增强拉曼散射光谱检测、光电化学催化、癌症光热与药物复合治疗等领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米技术、表面增强拉曼散射光谱、光电化学催化及生物医药的交叉领域，涉及一种三维有序介孔贵金属纳米颗粒的制备方法及其应用。

背景技术

当入射光频率与金属表面等离子体振动频率接近时，金属表面产生等离子体激元共振，使金属表面局域电磁场增强，从而吸附在金属表面的探测分子的拉曼信号被增强。贵金属纳米结构具有密度高、稳定性好、能产生表面等离子体共振(SPR)等特点。当贵金属颗粒尺寸达到纳米级别,尤其是小于5nm时,由于其比表面积大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等原因，导致颗粒表面的活性位置增加,表现出优异的催化性能。贵金属纳米结构不仅具有独特的光学、电学性能，而且通过共价键或非共价键作用力，在金属表面修饰有机官能团，如疏基、氨基，使Au纳米结构具有良好的生物相容性，易于结合生物大分子(如：蛋白质、多肽、寡核昔酸)，使其被广泛应用于药物负载等生物领域。现已合成出不同大小、形状的贵金属纳米结构，如贵金属纳米颗粒、纳米星、纳米棒、纳米花、纳米片及纳米笼等。与传统贵金属纳米颗粒相比，三维介孔贵金属纳米颗粒的比表面积优势明显，孔径结构分布均匀，具有不可估量的应用前景。然而现有技术在制备三维有序介孔贵金属纳米颗粒的过程中，制备方法较为复杂，并且稳定性及重现性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种三维有序介孔贵金属纳米颗粒的制备方法及其应用，该制备方法较为简单，稳定性及重现性较好。

为达到上述目的，本发明所述的三维有序介孔贵金属纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

在室温条件下，将介孔材料粉末溶解于溶液中，再在真空干燥箱中进行真空干燥，然后滴加正己烷或二氯甲烷，再滴加1,1,3,3-四甲基二硅氧烷或正丁胺进行还原，再进行洗涤离心，最后将介孔材料粉末进行溶解，得三维有序介孔贵金属纳米颗粒。

当三维有序介孔贵金属纳米颗粒为三维有序介孔Au纳米颗粒时，则包括以下步骤：

在室温条件下，将介孔材料KIT-6分子筛粉末溶于HAuCl₄·4H₂O乙醇溶液中，再在真空干燥箱中进行干燥，使介孔材料KIT-6分子筛粉末转变为黄色粉末，然后再滴加正己烷或二氯己烷，随后滴加1,1,3,3-四甲基二硅氧烷或正丁胺进行还原，使黄色粉末变为黑色粉末，再将黑色粉末进行洗涤离心，然后将黑色粉末溶解于蒸馏水中，再加入HF静置，最后再进行离心及洗涤，得三维有序介孔Au纳米颗粒。

还原的时间根据三维有序介孔Au纳米颗粒尺寸进行调整，还原时间范围为1h-72h。

介孔材料KIT-6分子筛粉末、HAuCl₄·4H₂O乙醇溶液、正己烷或二氯甲烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷或正丁胺、蒸馏水及HF的比例为10mg：1mL：100ul：10ul：4mL：2mL，其中，HAuCl₄·4H₂O乙醇溶液的浓度范围为0.1mM～1M；HF的体积浓度为20％～40％。

三维有序介孔Au纳米颗粒的直径为50nm-500nm，孔径为2-15nm。

黑色粉末通过无水乙醇洗涤若干次，然后再进行离心；