[发明专利]一种单分散Au-Ag合金@SiO2复合纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种单分散Au‑Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒的制备方法，该方法先以硅烷偶联剂为分散剂，以硅酸钠为硅源，制备出以单个Au‑Ag合金纳米颗粒为核的Au‑Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒，此时SiO₂厚度约为2nm；然后采用溶胶‑凝胶法，以正硅酸乙酯为硅源，通过改变正硅酸乙酯的含量，在水浴条件下即可实现Au‑Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒中SiO₂壳层厚度的有效调控。本发明制备过程简单，反应条件温和且反应周期短，所制备的Au‑Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒具有形貌规则、分散性好、包覆的SiO₂壳层厚度可控且壳层内以单个Au‑Ag合金纳米颗粒为核等特点。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种单分散Au-Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒的制备方法。

背景技术

表面等离激元光子学是近年来一直备受关注且迅速发展的一门新兴学科，其研究内容是金属纳米结构独特的光学性质及其应用。随着纳米技术迅速发展，Au-Ag 合金纳米材料凭借着其独特的物理性质而被广泛应用于光催化、环境检测、光学传 感、生物标记及表面增强光谱等众多领域。然而值得注意的是，Au-Ag合金纳米材 料在环境检测和生物标记等领域应用中，要求其具有较好的生物相容性、化学稳定 性和表面易修饰功能基团等性质；而在表面增强光谱方面，光谱的强度依赖于贵金 属与分子之间的距离。因此，需要对Au-Ag合金纳米材料表面进行改性处理，通常 情况下一定要选择具有好的生物兼容性和光学透明性介质作为其包覆材料。目前， 最常用的包覆材料一般首选是SiO₂。例如：厦门大学田中群课题组采用硅酸钠作为 硅源，合成了Au@SiO₂核壳复合纳米颗粒(Jian Feng Li,Zhong Lin Wang,Zhong Qun Tian,et.al.Nature,2010,464,392-395)；Naomi J.Halas团队采用溶胶-凝胶法，在4℃ 环境下反应24小时后获得了Au@SiO₂复合纳米颗粒(CiceronAyala-Orozco,Jun G. Liu,Naomi J.Halas,et.al.Nano Lett.,2014,14(5),2926–2933)。这两种结构的复合纳 米颗粒虽然在表面增强光谱及食品检测方面得到了很好的应用，但对于采用第一种 合成方法得到的核壳结构，即使增加硅酸钠的用量和反应时间，SiO₂的厚度也只能 达到3～4nm；而对于第二种合成方法，其条件更是要求严格。因此，这些都严重制约了SiO₂包覆贵金属颗粒的复合纳米材料的应用前景。

发明内容

本发明的目的在意提供一种

针对上述目的，本发明所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、将Au-Ag合金纳米颗粒胶体中加入1mmol/L硅烷偶联剂KH-550水溶液， 室温搅拌10～20分钟，再加入pH值为9～11的硅酸钠水溶液，搅拌均匀，然后在 85～95℃下反应50～70分钟，冷却至室温，用去离子水离心洗涤，得到SiO₂壳层 厚度为1～4nm的Au-Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒。

2、将步骤1得到的Au-Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒分散于乙醇中，在55～65 ℃下依次加入去离子水、氨水、正硅酸乙酯，恒温反应2.5～3.5小时，反应结束后 自然冷却至室温，用去离子水和乙醇交替离心洗涤，得到SiO₂壳层厚度为5～35nm 的单分散Au-Ag合金@SiO₂复合纳米颗粒。

上述步骤1中，优选Au-Ag合金纳米颗粒胶体与硅烷偶联剂KH-550水溶液、 硅酸钠水溶液的体积比为1:0.01～0.015:0.10～0.15，其中所述Au-Ag合金纳米颗 粒中Au和Ag的摩尔比为1:0.3～3。