[发明专利]制备纳米粒子的方法

说明书

本发明公开了一种用于制备纳米粒子组合物的方法。该方法包括在低压反应器中形成纳米粒子气溶胶，其中气溶胶包含夹带在气体中的MX官能性纳米粒子，其中M为独立选择的第IV族元素，并且X为独立地选自H和卤素原子的官能团。该方法还包括将气溶胶的MX官能性纳米粒子收集在捕集流体中，其中捕集流体与低压反应器流体连通。捕集流体包含极性非质子流体，该极性非质子流体不可与水混溶并且在25℃下具有5厘泊至200厘泊的粘度。捕集流体还包含可与极性非质子流体混溶的官能化化合物，该官能化化合物包含与MX官能性纳米粒子的官能团X反应的官能团Y。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月30日提交的美国临时专利申请号62/827,025的优先权和所有优点，该临时专利申请的内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开通常涉及用于制备纳米粒子的方法，并且更具体地涉及用等离子体反应器制备亲水性纳米粒子的方法。

背景技术

纳米粒子在本领域中是已知的，并且可以经由各种过程制备。纳米粒子通常被定义为至少一个维度小于100纳米的粒子。纳米粒子由最初大于纳米粒子的本体材料制成，或由小于纳米粒子的粒子诸如离子和/或原子制成。纳米粒子是特别独特的，因为它们可具有与本体材料或纳米粒子所来源的较小粒子显著不同的性质。例如，用作绝缘体或半导体的本体材料在呈纳米粒子形式时可以是导电的或光致发光的。

纳米粒子(直径＜100nm)的一个重要特性在于它们在受激发波长的电磁辐射激发时光致发出可见光。纳米粒子可用于各种应用中，包括用于光电、诊断、分析和化妆品中。纳米粒子具有不同于本体材料的附加物理特性，诸如随粒径变化的熔点。

纳米粒子可经由等离子体过程制备。例如，可在等离子体反应器中由前体气体制备纳米粒子。在某些等离子体过程中，在等离子体反应器中制备的纳米粒子被捕集或沉积在捕集流体中。在各种应用中，纳米粒子可与分散在捕集流体内的目标官能化化合物发生进一步的反应，其中进一步的反应包括表面官能化反应。

发明内容

本公开提供了一种用于制备纳米粒子组合物的方法。该方法包括在低压反应器中形成纳米粒子气溶胶，其中气溶胶包含夹带在气体中的MX官能性纳米粒子，其中M为独立选择的第IV族元素，并且X为独立地选自H和卤素原子的官能团。该方法还包括将气溶胶的MX官能性纳米粒子收集在捕集流体中，其中捕集流体与低压反应器流体连通。捕集流体包含极性非质子流体，该极性非质子流体不可与水混溶并且在25℃下具有5厘泊至200厘泊的粘度。捕集流体还包含可与极性非质子流体混溶的官能化化合物，该官能化化合物包含与MX官能性纳米粒子的官能团X反应的官能团Y。

本公开还提供了一种根据该方法形成的纳米粒子组合物。

附图说明

当结合附图考虑时，本公开的其他优点和方面可根据以下具体实施方式有所理解，其中：

图1示出了用于制备纳米粒子的低压高频脉冲等离子体反应器的一个实施方案；

图2示出了包括用以制备纳米粒子的低压脉冲等离子体反应器和用以收集纳米粒子的扩散泵的系统的一个实施方案；

图3示出了用于收集经由反应器制备的纳米粒子的扩散泵的一个实施方案的示意图；并且

图4是在制备悬浮在水中的钝化亲水性硅纳米粒子的各个阶段之后获得的硅纳米粒子的光致发光发射光谱的曲线图。

具体实施方式

本公开提供了一种用于制备纳米粒子组合物的方法。本公开的方法特别适用于制备纳米粒子组合物，该纳米粒子组合物包含经由等离子体过程产生的纳米粒子，如下文更详细地描述。