[发明专利]一种高SERS活性的金-银合金纳米壳的制备方法

说明书

本发明公开了一种高SERS活性的金‑银合金纳米壳的制备方法，包括：步骤10)：制备尺寸均匀的柠檬酸钠稳定的银纳米颗粒溶液；步骤20)：将步骤10)制备的银纳米颗粒溶液离心、去掉上清液，用去离子水复溶，形成牺牲模板溶液；在搅拌状态下，向牺牲模板溶液中加入柠檬酸钠溶液和对苯二酚溶液，形成混合溶液；保持搅拌状态，常温下向混合溶液滴入氯金酸溶液，制得金‑银合金纳米壳。

技术领域

本发明涉及一种金-银合金纳米壳的制备方法，具体来说，涉及一种高SERS活性的金-银合金纳米壳的制备方法。

背景技术

金、银纳米颗粒因其处于可见光区的局域表面等离激元共振(Localized SurfacePlasmon Resonance,LSPR)的特性而具有丰富的应用前景，包括作为用于高灵敏分子检测的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)的基底。银纳米颗粒的LSPR呈现最强的表面电磁场增强效应而在理论上成为SERS基底的首选。然而银的实际应用则受其化学不稳定性的限制：在常温常压的银纳米颗粒极易发生原子迁移，在水溶液或生物环境中则易氧化溶出银离子。相比之下，金纳米颗粒具有优异的化学稳定性，但其SERS活性远较银低。因此，研发兼具银的高SERS性能和金的高化学稳定性的纳米材料已成为SERS实际应用的迫切需求。已有研究表明，金-银合金纳米颗粒因其具有合适的电子结构和介电系数而具有较高的SERS活性和化学稳定性。目前经常采用的一类制备方法是将银与金的前驱体(如氯金酸)发生Galvanic置换反应，获得金-银合金纳米壳。然而，传统的Galvanic反应中每还原一个金离子(Au³⁺)，就会以银纳米颗粒中的三个银原子被氧化成银离子进入溶液中为代价，最终形成的金-银合金纳米壳中初始的单质银大量损失，从而导致所获得的金-银合金纳米壳SERS活性的锐减。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高SERS活性的金-银合金纳米壳的制备方法，该方法可以制备出具有高SERS活性的金-银合金纳米壳。

为解决上述问题，本发明实施例提供以下技术方案：

一种高SERS活性的金-银合金纳米壳的制备方法，包括：

步骤10)：制备尺寸均匀的柠檬酸钠稳定的银纳米颗粒溶液；

步骤20)：将步骤10)制备的银纳米颗粒溶液离心、去掉上清液，用去离子水复溶，形成牺牲模板溶液；在搅拌状态下，向牺牲模板溶液中加入柠檬酸钠溶液和对苯二酚溶液，形成混合溶液；保持搅拌状态，常温下向混合溶液滴入氯金酸溶液，制得金-银合金纳米壳。

优选的，所述步骤10)包括：通过柠檬酸钠法结合“种子”生长过程，在沸腾的含有银“种子”的硝酸银溶液中加入柠檬酸钠溶液，制备尺寸可控的、柠檬酸钠稳定的银纳米颗粒。

优选的，所述步骤10)中，在加热条件下通过以硼氢化钠为还原剂，制备超小银纳米颗粒作为银“种子”；然后在沸腾的硝酸银溶液中，加入银“种子”，再加入作为还原剂和稳定剂的柠檬酸钠溶液，最终获得尺寸均匀的柠檬酸钠稳定的银纳米颗粒。

优选的，所述超小银纳米颗粒的粒径为4nm。

优选的，所述步骤20)中，牺牲模板溶液中纯银的摩尔浓度范围为0.05～0.45mM，牺牲模板溶液中加入柠檬酸钠溶液后，柠檬酸钠的摩尔浓度范围为0.1～0.5mM，牺牲模板溶液中加入对苯二酚溶液后，对苯二酚的摩尔浓度范围为0.5～1.5mM，氯金酸溶液的摩尔浓度范围为1～10mM。

优选的，所述步骤20)中，制备牺牲模板溶液时，银纳米颗粒溶液和复溶的去离子水之间体积比例为1︰20～50。

优选的，所述步骤20)中，氯金酸溶液与牺牲模板溶液的比例关系满足：最终制得的金-银合金纳米壳中金和银的摩尔比为0.5～2.5︰1。