一种油分散性纳米金微粒的制备方法

文档序号:31521835发布日期:2022-09-14 12:57阅读:43来源:国知局

1.本发明涉及一种油分散性纳米金微粒的制备方法,属于纳米材料技术领域。


背景技术:

2.作为社会地位和财富的象征之一,黄金因其稳定的性能和华丽的表面光泽而成为装饰和珠宝的惰性金属之一。然而,当金的尺寸达到纳米级(1-100nm)时,更大的比表面积和电子的空间限域效应使金纳米材料比大块金具有更显著的光学、催化和电学性质。与其他纳米金属材料相比,纳米金材料具有性能稳定、生物相容性好、表面生物分子易于偶联、独特的电磁、光学和电学性能。因此,它被广泛应用于太阳能电池、表面光催化、生化检测、生物成像、肿瘤诊断和治疗等各个领域。
3.纳米金材料通常包括纳米微粒与纳米薄膜等。其中,特别是纳米金颗粒具有显著的表面等离激元效应,该效应会激发很强的局域电场。这种等离激元效应得到物理学、材料科学工作者强烈的关注,在光电探测、光催化、太阳能电池领域得到广泛的研究,已取得显著的科研成果。如:
4.(1)在探测领域,纳米金颗粒的等离激元效应可用来协同表面增强拉曼散射(sers)、也可用来增强金硅肖特基结近红外光电用于探测等。
5.(2)在光催化领域,贵金属纳米结构能够通过激发表面等离激元共振效应(spr)极大提高对可见光的吸收效率,直接驱动表面的氧化还原反应,增强促进金属表面发生的化学反应。
6.(3)在能源领域,利用表面等离激元技术可提高半导体材料短路电流密度和增强太阳能电池光电转换效率。
7.另外,研究发现,具有尖锐角的椭球形纳米金颗粒、棒状纳米金微粒等离激元效应更为明显。然而,受制备方法的影响,纳米金颗粒通常是水分散性的,油分散性的纳米金颗粒报道较少,这将限制纳米金颗粒在这些方面的应用。


技术实现要素:

8.为了解决现有技术问题,本发明的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种油分散性纳米金微粒的制备方法,结合“自下而上”与“自下而上”的纳米材料制备方法,采用四氯金酸、三异丙基硅烷为原料,在正己烷与油胺的混合液中,利用软模板法制备超细金纳米线,然后离心分离并将沉淀重新转移到正己烷、氯仿或甲苯中,超声破碎,室温搅拌,获得一定尺寸、呈椭球形与棒状混合为主的纳米金微粒,再添加适量山梨醇酐十二酸酯与油胺,获得稳定纳米金微粒溶胶。该方法制备的金纳米微粒在有机溶剂中稳定性好,并具有良好的等离激元效应以及荧光增强效果,可用于太阳能与发光领域。
9.为达到上述发明创造目的,本发明采用如下技术方案:
10.一种油分散性纳米金微粒的制备方法,采用四氯金酸、三异丙基硅烷为原料,在正己烷与油胺的混合液中,利用软模板法制备超细金纳米线,然后离心分离并将下层沉淀物
重新转移到有机溶剂中,超声破碎,室温搅拌,获得以椭球形与棒状纳米金微粒为主的纳米金微粒混合物,再添加山梨醇酐十二酸酯与油胺,获得纳米金微粒溶胶进行保存。
11.优选地,所述有机溶剂选自正己烷、氯仿和甲苯中的至少一种。
12.优选地,所述超细金纳米线被油胺包裹。
13.优选地,所述超细金纳米线的宽度为1.5-3nm,长度为1-20μm。
14.优选地,所述纳米金微粒在有机溶剂中的含量为0.1-5mg/ml。
15.优选地,所述超声处理10-30分钟,在24-36℃的室温环境中搅拌0.5-2.0小时,然后静置1-7天,获得以椭球形与棒状纳米金微粒为主的纳米金微粒混合物。
16.优选地,所制备的纳米金微粒溶胶中含有0.001-0.05mg/ml山梨醇酐十二酸酯和0.01-0.05mg/ml油胺。
17.优选地,本发明所述油分散性纳米金微粒的制备方法,包括以下步骤:
18.(1)将四氯金酸(haucl4·
3h2o)溶解在正己烷和油胺的混合物中,磁力搅拌直至颜色变为浅黄色,然后添加三异丙基硅烷,在水浴锅内使溶液保持设定时间不受干扰,直至溶液变成深红色,表明合成了超细金纳米线,所述超细金纳米线平均宽为1.0-3.0nm,长为1-10nm,待用;
19.(2)将在所述步骤(1)中得到的超细金纳米线通过用乙醇和正己烷混合溶剂反复离心至少三次,彻底洗涤去除上层残留的化学物质,将沉淀重新分散在正己烷、氯仿或甲苯中形成溶胶;
20.(3)将在所述步骤(2)中制备的溶胶超声处理5-30分钟后,加热搅拌0.5-2.0小时,静置于24-36℃的环境中,静置1-7天;使金胶体在室温环境下融合形成具有以椭球形与棒状纳米金微粒为主的纳米金微粒混合物材料,再添加适量山梨醇酐十二酸酯与油胺,使纳米金微粒混合物材料形成稳定溶胶;所制备的金纳米颗粒表面被油胺包裹,为油分散性金纳米微粒材料。
21.优选地,在所述步骤(1)中,四氯金酸和三异丙基硅烷的配比为10mg:0.5ml。
22.优选地,在所述步骤(1)中,四氯金酸、正己烷和油胺的配比为10mg:10ml:0.35ml。
23.优选地,在所述步骤(1)中,在27.5-30℃水浴锅内使溶液保持至少2天不受干扰。
24.优选地,在所述步骤(2)中,控制乙醇和正己烷的体积比为3:2,离心转速不低于11000转/分钟。
25.优选地,在所述步骤(3)中,将溶胶超声处理25-30分钟后,加热搅拌1.0-2.0小时,静置于28-36℃的环境中,静置3-7天。
26.优选地,在所述步骤(3)中,纳米金微粒的粒径在8-20nm之间。
27.本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
28.1.本发明方法制备的油分散性纳米金微粒,微粒的粒径在8-20nm之间,为椭球形与棒状混合物,并分散在有机溶剂中,具有等离激元增强效应,可应用于太阳能电池、增强荧光;
29.2.本发明油分散性纳米金微粒的制备方法,该方法结合“自下而上”与“自下而上”纳米材料制备的方法,所制备的纳米金微粒为椭球形与棒状混合物,分散于正己烷、氯仿或甲苯等有机溶剂中,可大大扩展纳米金颗粒应用范围;
30.3.本发明方法制备的金纳米微粒在有机溶剂中稳定性好,并具有良好的等离激元
效应以及荧光增强效果,可用于太阳能与发光领域。
具体实施方式
31.以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明,本发明的优选实施例详述如下:
32.实施例一
33.一种油分散性纳米金微粒的制备方法,采用四氯金酸、三异丙基硅烷为原料,在正己烷与油胺的混合液中,利用软模板法制备超细金纳米线,然后离心分离并将下层沉淀物重新转移到有机溶剂中,超声破碎,室温搅拌,获得以椭球形与棒状纳米金微粒为主的纳米金微粒混合物,再添加山梨醇酐十二酸酯与油胺,获得纳米金微粒溶胶进行保存。
34.在本实施例中,一种油分散性纳米金微粒的制备方法,包括以下步骤:
35.(1)将10mg haucl4·
3h2o溶解在10ml正己烷和0.35ml油胺的混合物中;磁力搅拌20min,直至颜色变为浅黄色,然后添加约0.5ml三异丙基硅烷,在27.5℃水浴锅内使溶液保持2天不受干扰,直至溶液变成深红色,获得胶体,待用;
36.(2)将所述步骤(1)中的金纳米线通过用体积比为3:2的乙醇/正己烷混合溶剂反复离心三次彻底洗涤去除上层残留的化学物质,离线转速为11000转/分钟,将沉淀重新分散在10ml的正己烷中形成溶胶,待用;
37.(3)将在所述步骤(2)中的溶胶超声处理30分钟后,加热搅拌2.0小时,静置于30℃的环境中,静置7天;使金胶体在室温环境下融合形成具有呈椭球形与棒状混合为主的纳米金微粒,再添加0.01g山梨醇酐十二酸酯与0.3ml油胺使其形成稳定溶胶;所制备的纳米金微粒表面被油胺包裹,为油分散性纳米金微粒。
38.试验测试分析:
39.通过本实施例方法制得的油分散性纳米金微粒,微粒平均尺寸为20nm,为椭球形与棒状混合物,具有胶体稳定性,并分散于正己烷有机溶剂中。
40.实施例二
41.本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
42.在本实施例中,一种油分散性纳米金微粒的制备方法,包括以下步骤:
43.(1)将10mg haucl4·
3h2o溶解在10ml正己烷和0.35ml油胺的混合物中;磁力搅拌20min,直至颜色变为浅黄色,然后添加约0.5ml三异丙基硅烷,在30℃水浴锅内使溶液保持2天不受干扰,直至溶液变成深红色,获得胶体,待用;
44.(2)将在所述步骤(1)中的金纳米线通过用体积比为3:2的乙醇/正己烷混合溶剂反复离心三次彻底洗涤去除上层残留的化学物质,离线转速为11000转/分钟,将沉淀重新分散在10ml的氯仿中形成溶胶;
45.(3)将在所述步骤(2)中的溶胶超声处理25分钟后,加热搅拌1.0小时,静置于28℃的环境中,静置3天;使金胶体在室温环境下融合形成具有一定尺寸、呈椭球形与棒状混合为主的纳米金微粒,再添加0.01g山梨醇酐十二酸酯与0.3ml油胺使其形成稳定溶胶;所制备的纳米金微粒表面被油胺包裹,为油分散性纳米金微粒。
46.试验测试分析:
47.通过本实施例方法制得的油分散性纳米金微粒,微粒平均尺寸为12nm,为椭球形
与棒状混合物,具有胶体稳定性,并分散于氯仿有机溶剂。
48.实施例三
49.本实施例与上述实施例基本相同,特别之处在于:
50.在本实施例中,一种油分散性纳米金微粒的制备方法,包括以下步骤:
51.(1)将10mg haucl4·
3h2o溶解在10ml正己烷和0.35ml油胺的混合物中;磁力搅拌20min,直至颜色变为浅黄色,然后添加约0.5ml三异丙基硅烷,在27.5℃水浴锅内使溶液保持2天不受干扰,直至溶液变成深红色,表明合成了超细金纳米线,透射电镜下平均宽2nm,长几微米到几十微米不等,待用;
52.(2)将所述步骤(1)中的金纳米线通过用体积比为3:2的乙醇/正己烷混合溶剂反复离心三次彻底洗涤去除上层残留的化学物质,离线转速为11000转/分钟,将沉淀重新分散在10ml的甲苯中形成溶胶,待用;
53.(3)将所述步骤(2)中的溶胶超声处理30分钟后,加热搅拌2.0小时,静置于36℃的环境中,静置3天;使金胶体在室温环境下融合形成具有一定尺寸、呈椭球形与棒状混合为主的纳米金微粒,再添加0.01g山梨醇酐十二酸酯与0.3ml油胺使其形成稳定溶胶;所制备的纳米金微粒表面被油胺包裹,为油分散性纳米金微粒。
54.试验测试分析:
55.通过本实施例方法制得的油分散性纳米金微粒,微粒平均尺寸为8nm,为椭球形与棒状混合物,具有胶体稳定性,可分散于甲苯有机溶剂中。
56.本发明上述实施例油分散性金纳米微粒的制备方法采用四氯金酸、三异丙基硅烷为原料,在正己烷与油胺的混合液中,利用软模板法制备超细金纳米线,然后离心分离并将沉淀重新转移到正己烷、氯仿或甲苯中,超声破碎,加热搅拌,获得一定尺寸、呈椭球形与棒状混合为主的纳米金微粒,再添加适量山梨醇酐十二酸酯与油胺,获得稳定纳米金微粒溶胶。本发明上述实施例方法制备的金纳米微粒在有机溶剂中稳定性好,并具有良好的等离激元效应以及荧光增强效果,可用于太阳能与发光领域。
57.上面对本发明实施例进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。
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