[发明专利]一种超薄金属壳层纳米粒子的制备方法

摘要

本发明提供一种超薄金属壳层纳米粒子的制备方法，工艺步骤为（1）制备表面带有羟基、磺酸基或者羧基的胶体粒子内核；（2）利用表面修饰剂对表面带有羟基、磺酸基或者羧基的胶体粒子内核进行表面修饰；（3）制备金种；（4）在表面修饰后的胶体粒子内核表面进行一次金种吸附；（5）在一次吸附金种的胶体粒子内核表面进行二次金种吸附；（6）在金属前驱体水溶液中加入步骤（5）制备的胶体粒子内核，利用还原剂对金属前驱体进行还原，最后得到超薄金属壳层纳米粒子。本发明方法操作简单，易于实施，可以灵活控制金属壳层种类以及厚度，所制备的超薄金属壳层纳米粒子具有很好的完整性和光学性质，壳层厚度为8~15 nm，且厚度可调。

主权项

一种超薄金属壳层纳米粒子的制备方法，其特征在于按照以下工艺步骤进行：(1)制备表面带有活性基团的胶体粒子内核：室温下将反应溶剂和助剂混合均匀，控制搅拌速度为270～300rpm，加入反应原料，控制反应温度为25～90℃，反应时间为30min～36h，离心得到胶体粒子内核，将胶体粒子内核分散于特定溶剂中超声震荡10～50min得到表面带有活性基团的胶体粒子内核；(2)胶体粒子内核的表面修饰：将表面带有活性基团的胶体粒子内核分散到乙醇中，滴加表面修饰剂，所述表面修饰剂为含有2～10个碳原子的氨基硅烷或含有2～10个碳原子的巯基硅烷，表面修饰剂的量为10～50mL/g胶体粒子内核，常温下搅拌过夜；将过夜混合物加热搅拌，其中加热温度为50～100℃，搅拌时间为0.5～1h；将混合物冷却至室温，离心得到表面修饰的胶体粒子内核；(3)制备金种：室温下将四羟甲基氯化磷(THPC)和氯金酸加入到碱性氢氧化钠水溶液中，搅拌5～10min，其中碱性氢氧化钠溶液的pH值为10～13，THPC的用量为0.6mL/g氯金酸，得到金种溶液；(4)胶体粒子内核表面的一次金种吸附：将表面修饰的胶体粒子内核分散到乙醇中，加入过量金种溶液，金种溶液的用量为1L/g表面修饰的胶体粒子内核，搅拌5～10min后静置1～5h，离心得到一次吸附金种的胶体粒子内核；(5)胶体粒子内核表面的二次金种吸附：向水或盐酸溶液中加入表面活化剂，所述表面活化剂为含有2～10个碳原子的胺基硅烷、含有2～10个碳原子的巯基硅烷或者含有2～10个碳原子的二硫醇，表面活化剂的用量为20～100mL/g一次吸附金种的胶体粒子内核，控制搅拌速度为300～600rpm，搅拌1～2h；再加入一次吸附金种的胶体粒子内核，搅拌20～60min；最后加入金种溶液，金种溶液的用量为1L/g一次吸附金种的胶体粒子内核，搅拌5～10min后静置1～5h，离心得到超高金种吸附密度的胶体粒子内核，将其分散到水中；(6)制备超薄金属壳层纳米粒子：在pH＝3～9的金属前驱体水溶液中加入超高金种吸附密度的胶体粒子内核水溶液，随后向体系当中缓慢加入还原剂对金属前驱体进行还原，室温下对金属前驱体进行还原，其中金属前驱体水溶液的质量浓度为0.01～2％，其用量为400～1600mL/mL超高金种吸附密度的胶体粒子内核水溶液，还原剂的用量为金属前驱体物质的量的3～10倍，最后得到超薄金属壳层纳米粒子。