一种pH调控的制备具有强荧光发射的银纳米簇的方法与流程

本发明属于化工领域，具体涉及一种ph调控的制备具有强荧光发射的银纳米簇的方法。

背景技术：

贵金属纳米簇由于小尺寸效应、独特的表面效应、电以及化学性能而成为近年来纳米材料研究领域的热点之一。银纳米簇由于其有较小的尺寸、无毒性以及光稳定性等，使其作为一种新型的荧光探针在化学检测、生物标记、分子诊断、以及基因疗法等领域具有广泛的应用前景。目前合成银纳米材料的方法很多，如化学还原法、光还原法、模板法、辐射法、超声波法、反相微乳法等，但是这些合成方法在合成速度、稳定性及强度方面等还有待进一步提高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新的银纳米簇的制备方法，该方法与其它银纳米簇的合成方法相比具有合成速度快、稳定性好、发射强度高等优点，且反应体系简单、成本低，能够进行大规模合成。

本发明采用的技术方案：一种ph调控的制备具有强荧光发射的银纳米簇的方法，以变色酸2r为稳定剂，利用硼氢化钠还原硝酸银，利用b-r缓冲溶液作为合成过程中第一步ph值调节的缓冲溶液，最后利用氢氧化钠溶液调节合成后的银纳簇的稳定ph值，快速合成具有强荧光发射的银纳米簇。

一种ph调控的制备具有强荧光发射的银纳米簇的方法，其制备过程如下：

按体积计，取二次蒸馏水12-14份加入容器中，依次加入1-3份变色酸溶液，1-3份硝酸银溶液，于容器中，常温搅拌一定时间，溶液呈洋红色；取0.8-1.2份现配制的硼氢化钠溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌一定时间，待混合溶液呈淡黄色；取1-3份b-r缓冲溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌一定时间，此时溶液颜色略有变深，溶液呈黄色；最后取0.8-1.2份氢氧化钠溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌一定时间，混合溶液最终的ph=9-12，混合溶液颜色呈浅棕黄色，得到具有强荧光发射的稳定的银纳米簇，在紫外线分析仪中观察到较强的蓝光。

所述的一种ph调控的制备具有强荧光发射的银纳米簇的方法，其制备过程如下：按体积计，取二次蒸馏水13.0份加入容器中，依次加入2.0份变色酸溶液，2.0份硝酸银溶液，于容器中，常温搅拌10.0min，溶液呈洋红色；取1.0份现配制的硼氢化钠溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌5.0min，待混合溶液呈淡黄色；取2.0份b-r缓冲溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌15.0min，此时溶液颜色略有变深，溶液呈黄色；最后取1.0份氢氧化钠溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌30.0min，混合溶液最终的ph=10.0，混合溶液颜色呈浅棕黄色，得到具有强荧光发射的稳定的银纳米簇，在紫外线分析仪中观察到较强的蓝光。

所述溶液浓度为：7.5´10^-4m的变色酸2r溶液、5.0´10^-4m的硝酸银溶液、0.1m的硼氢化钠溶液、0.2m的氢氧化钠溶液、ph=9.62的b-r缓冲溶液。

所述溶液最终浓度c变色酸2r=7.5´10^-5m，c硝酸银=5.0´10^-5m，c硼氢化钠=5.0´10^-3m。

所述的合成的银纳米簇的最大荧光激发波长为335.0nm，最大荧光发射波长在410.0nm，粒径主要分布在0.68~2.99nm之间，平均粒径为1.74nm。

本发明通过两次调节反应体系ph值的方法，最终能得到具有强荧光发射的稳定的银纳米簇。该合成方法具有合成速度快、稳定性好、发射强度高等优点，且反应体系简单、成本低，能够进行大规模合成。该合成方法有实际应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例合成的强荧光发射银纳米发光材料的荧光光谱图，图1中的插图为紫外可见吸收光谱。

图2是本发明实施例合成的强荧光发射银纳米簇的透射电子显镜(tem)。

图3是本发明实例合成的强荧光发射银纳米簇的粒径分布图。

具体实施例：

以下实施例旨在进一步说明本发明，而不是对本发明的进一步限定。

（1）所用溶液的准备：

称取0.0849g硝酸银固体配制成50ml0.01m的硝酸银溶液，将1.0´10^-2m稀释成50ml1.0´10^-3m的硝酸银溶液，再将1.0´10^-3m稀释成50ml1.0´10^-4m的硝酸银溶液，最后将1.0´10^-4m稀释成250ml5.0´10^-5m的硝酸银储备液；称取0.0879g变色酸2r配制成250ml7.5´10^-4m的变色酸2r储备液；称取0.0189g硼氢化钠固体配制成50ml0.1m的硼氢化钠储备液；称取2.0g氢氧化钠固体配制成250ml0.2m的氢氧化钠储备液；量取50ml4.0´10^-2m的三酸（磷酸、硼酸、醋酸）混合溶液与37.5ml0.2m的氢氧化钠溶液配制成87.5mlph=9.62的b-r缓冲溶液储备液。

（2）强荧光发射银纳米簇的制备：

取二次蒸馏水13.0ml加入锥形瓶中，再依次取2.0ml（7.5´10^-4m）变色酸溶液、2.0ml（5.0´10^-4m）硝酸银溶液，加入锥形瓶中，常温搅拌10min后，加入1.0ml（0.1m）现配制的硼氢化钠溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌5.0min，继续加入2.0ml（ph=9.62）b-r缓冲溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌15.0min，最后取1.0ml（0.2m）氢氧化钠溶液加入上述混合溶液中，常温搅拌30.0min，混合溶液最终的ph=10.0，颜色为浅棕黄色，

（3）强荧光发射银纳米簇的制备条件的优化：

各物质的浓度(合成溶液中的最终浓度)、反应后体系中的ph对合成的银纳米簇的荧光强度及稳定性的影响，主要从合成的银纳米簇的荧光强度相对强弱，相对稳定性进行考察。

硝酸银的浓度对强荧光发射的银纳米簇的荧光强度有影响，探究了硝酸银最终浓度分别为0.75´10^-5m，1.0´10^-5m，2.5´10^-5m，5.0´10^-5m，7.5´10^-5m时对合成的银纳米簇的荧光强度的影响，当溶液中硝酸银的最终浓度为1.0´10^-5m，2.5´10^-5m，5´10^-5m时荧光较强，而硝酸银浓度为5.0´10^-5m时荧光最强，最终优选硝酸银的浓度为5.0´10^-5m。

变色酸2r的浓度对强荧光发射的银纳米簇的荧光强度有较大影响，探究了变色酸2r最终浓度分别为1.5´10^-5m，3.0´10^-5m，4.5´10^-5m，6.0´10^-5m，7.5´10^-5m，9.0´10^-5m时对合成的银纳米簇的荧光强度的影响，当溶液中变色酸2r的最终浓度为6.0´10^-5m，7.5´10^-5m时荧光较强，而变色酸2r浓度为7.5´10^-5m时荧光强度最强，最终优选变色酸2r的浓度为7.5´10^-5m。

硼氢化钠的浓度对强荧光发射的银纳米簇的荧光强度有明显的影响，探究了硼氢化钠最终浓度分别为2.5´10^-3m，3.75´10^-3m，5.0´10^-3m，7.5´10^-3m，1.0´10^-2m时对合成的银纳簇的荧光强度的影响，当混合溶液中硼氢化钠的最终浓度为3.75´10^-3m，5.0´10^-3m，7.5´10^-3m时荧光较强，而硼氢化钠的浓度为5.0´10^-3时荧光最强，最终优选浓度为5.0´10^-3m。

第一步控制用的b-r缓冲溶液ph对强荧光发射的银纳米簇的荧光强度有明显的影响，探究了ph值分别为1.81,2.87,3.78,4.78,5.72,6.80,7.96,8.69,9.62,10.88,11.82时，对合成的银纳米簇的荧光强度的影响，在ph=9.62时荧光强度最强，最终优选b-r缓冲溶液的ph=9.62。

反应体系最终ph的大小对强荧光发射的银纳米簇的稳定性有明显的影响，探究了通过加入氢氧化钠溶液来调节反应体系的最终ph分别为9.80、10.00、11.00、12.00、13.00、14.00时对合成的银纳米簇稳定性的影响，当反应体系最终的ph=10.00时，银纳米簇的稳定性最强，最终优选调节反应体系的ph=10.00。

（4）强荧光发射银纳米簇的表征

图1为银纳米簇的荧光光谱图，由图1可知：制备的强荧光发射银纳米簇的最佳激发波长为335nm，荧光发射波长在410nm。制备的强荧光发射银纳米簇的透射电子显镜微（tem）表征结果，如图2所示，所制备的强荧光发射银纳米簇粒子的粒径较小，且分散性较好。图3是图2中纳米粒子的粒径分析图，由图3可知，合成的银纳米簇的粒径主要分布在0.68~2.99nm之间，平均粒径为1.74nm。

还需要说明的是，本发明的具体实施例只是用来示例性说明，并不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的相关技术人员可以根据上述一些说明加以改进或变化，但所有这些改进和变化都应属于本发明权利要求的保护范围。