一种介孔二氧化硅包覆纳米金颗粒的制备方法技术

技术编号:11336357 阅读:203 留言:0更新日期:2015-04-23 08:33
本发明专利技术公开了一种利用介孔二氧化硅包覆纳米金球的方法,结合纳米金球合成的传统手段-柠檬酸钠还原法,采用一锅两步法发展了一种介孔二氧化硅包覆纳米金球的方法,该方法选择在碳链的阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵的碱性水溶液体系中对纳米金颗粒进行包覆。采用本发明专利技术的包覆方法,无需引发剂活化和后续分离纯化,具有简单、高效、高产的特点,并且产物Au@mSiO2的大小均一,粒径大小在20-120nm的范围内连续可调,且在整个范围内呈现出均一有序的介孔状结构。

【技术实现步骤摘要】
一种介孔二氧化硅包覆纳米金颗粒的制备方法
本专利技术属于纳米复合材料合成领域,更具体地,涉及一种介孔二氧化硅包覆纳米金颗粒的制备方法。
技术介绍
纳米金颗粒在生物医学领域获得了广泛应用。然而,受限于纳米金颗粒合成过程中表面配体或者稳定剂的性质,通常情况下单纯的纳米金颗粒在环境改变时不稳定,易团聚产生沉淀,这些不稳定因素的存在促使人们去积极探索更有效的纳米金颗粒表面修饰方法。纳米金颗粒表面修饰的SiO2有两种形式,一种是实心状态的sSiO2,一种是介孔状态的mSiO2。由于mSiO2上的介孔和巨大的比表面积可有效地负载各种治疗疾病的药物小分子或成像用探针,可进一步发展成为多功能纳米复合材料用于成像、诊断、治疗,因此mSiO2包覆的纳米金颗粒(Au@mSiO2)相比sSiO2包覆的纳米金颗粒(Au@SiO2)在生物医学中应用更具优势。目前较为常见的金@mSiO2的制备方法是利用氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)等活化事先合成好的纳米金颗粒表面,之后将其沉淀分离转移到CTAB/NaOH/乙醇/水体系中再包覆mSiO2,在祛除CTAB模板后就可以得到金@mSiO2。现有技术中还存在使用一锅法制备mSiO2包覆的纳米金颗粒,其基本过程是在NaBH4和甲醛还原氯金酸得到纳米金颗粒的同时添加CTAB。然而上述现有技术中的制备方法存在如下的缺陷:(1)APTS活化和后续分离纯化过程繁琐费时且产量较低;(2)一锅法省略了金表面分步活化的过程,方法简单,但其前提是添加的CTAB必须不影响成核过程;且采用NaBH4作为强还原剂时,所制备的纳米金颗粒都在10nm以下;而醛作为致癌物在还原制备纳米金颗粒时一般较少采用,尤其是合成的纳米金颗粒需应用于生物医学领域时,更需慎重考虑。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本专利技术提供了一种介孔二氧化硅包覆纳米金球的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)胶体金溶液的制备:取HAuCl4加入到超纯水中,加热至沸腾,快速注入柠檬酸钠溶液后,搅拌,冷却至室温制得胶体金溶液;(2)将所述步骤(1)中制得的胶体金溶液加入到含碳链的阳离子表面活性剂溶液中,搅拌后,调节pH值至9-12,搅拌均匀;(3)根据所需包覆mSiO2厚度加入相应量的TEOS,加入过程中维持溶液pH值的稳定,加入完毕后继续反应使TEOS充分水解聚合,之后加入醇类,离心沉淀。进一步地,所述步骤(3)中的TEOS采用间隔一段时间分次加入的方法。进一步地,按所述制备方法制得的纳米金颗粒的粒径范围达15-80nm,制得的Au@mSiO2的粒径范围达20-120nm。进一步地,所述步骤(2)中的含碳链的阳离子表面活性剂溶液的浓度范围为不小于3mM。进一步地,所述步骤(2)中的含碳链的阳离子表面活性剂溶液的浓度范围优选为3-12mM。进一步地,所述步骤(2)中的含碳链的阳离子表面活性剂溶液的浓度范围优选为4.5-6.4mM。进一步地,所述制备方法还具有步骤(4):将步骤(3)中获得的产物重新超声分散于醇类中,调节溶液的pH值小于1,放置一段时间后离心沉淀。总体而言,通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:(1)本专利技术是基于柠檬酸钠还原法,因此按照本专利技术的制备方法具有良好的通用性,且避免使用醛,绿色环保;(2)本专利技术利用柠檬酸钠还原氯金酸得到纳米金颗粒,之后无需引发剂活化和后续分离,采用一锅两步法直接在含CTAB的碱性水溶液中得到了Au@mSiO2,该方法具有简单、高效、高产的特点;(3)按照本专利技术的制备方法所获得的产物Au@mSiO2大小均一,粒径大小连续可调,具有实用价值。附图说明图1是按照本专利技术实现的制备方法的流程示意图;图2是按照本专利技术的制备方法所制得的Au@mSiO2的透射电镜图;图3是按照本专利技术的制备方法所制得的Au@mSiO2中平均粒径为100nm大小颗粒的N2吸附-解吸附等温曲线图;图4是按照本专利技术的制备方法所制得的Au@mSiO2的zeta电位分布图、粒径分布图和实物白光图和激光照射图;图5是按照本专利技术的制备方法的原理中的单独mSiO2和Au@mSiO2形成的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。此外,下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术中实施例中所使用的实验材料和仪器如下:四水氯金酸(HAuCl4·4H2O),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),氢氧化钠(NaOH),原硅酸四乙酯(TEOS),二水柠檬酸三钠(trisodiumcitratedihydrate),盐酸(HCl)和乙醇(ethanol)均购自国药集团(SinopharmChemicalReagentCo.,LTD)。所有试剂均为分析级,实验过程中用到的水均为超纯水(ultrapurewater)实验中使用到的仪器包括TGL-205离心机(ChangshaPingFanInstrumentAndMenterCo.,LTD,China),KQ2200超声波清洗器(KunShanUltrasonicInstrumentsCo.,Ltd,China),ASAP2020M全自动比表面及孔隙分析仪(MicromeriticsInstrumentCorp,USA),ZS90纳米粒度电位仪(Malvern,UnitedKingdom),TecnaiG220U-Twin高分辨透射电子显微镜(FEI,USA)。实施例1参照标准的柠檬酸钠还原法制备纳米金颗粒,其主要步骤为取3.5mLHAuCl4(wt1%)加入到150mL超纯水中,加热至100℃,快速注入6mL柠檬酸钠溶液(wt1%)后继续搅拌30min,自然冷却至室温(合成金颗粒的步骤),之后无需进一步分离纯化,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为例,直接将胶体金溶液加入到11.2mLCTAB(0.1M)溶液中,磁力搅拌30min后加入NaOH调节pH值至10,当然调节溶液的pH值除了使用NaOH,还可使用其它的碱性溶液,只需达到调节至相应的pH值即可,继续搅拌10min,最后根据所需包覆mSiO2厚度加入相应量的TEOS。TEOS采用每隔2h加入80μL的方法,使介孔二氧化硅包覆得均匀,总共加入2次,加入过程中维持溶液pH值的稳定。待所有TEOS加入完毕后继续反应12h,使TEOS充分水解聚合,之后加入等体积乙醇,离心沉淀。将收集到的产物重新超声分散于乙醇中,加盐酸调节溶液的pH值小于1,放置30min后离心沉淀,再用乙醇和水各洗2次,即可得到Au@mSiO2。实施例2参照标准的柠檬酸钠还原法制备纳米金颗粒,其主要步骤为取7mLHAuCl4(wt1%)加入到150mL超纯水中,加热至100℃,快速注入12mL柠檬酸钠溶液(wt1%)后继续搅拌30min,自然冷却至室温(合成金颗粒的步骤),之后无需进一步分离纯化,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为例,直接将胶体金溶液加入到12mLCTAB(0.2M)溶液中,磁力搅拌30min后加入NaOH调节pH值至11,当然调节溶液的本文档来自技高网
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一种介孔二氧化硅包覆纳米金颗粒的制备方法

【技术保护点】
一种介孔二氧化硅包覆纳米金颗粒的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)胶体金溶液的制备:取HAuCl4加入到超纯水中,加热至沸腾,快速注入柠檬酸钠溶液后,搅拌,冷却至室温制得胶体金溶液;(2)将所述步骤(1)中制得的胶体金溶液,无需引发剂活化和后续分离纯化直接加入到含碳链的阳离子表面活性剂溶液中,搅拌后,调节pH值至9‑12,搅拌均匀;(3)根据所需包覆mSiO2厚度加入相应量的TEOS,加入过程中维持溶液pH值的稳定,加入完毕后继续反应使TEOS充分水解聚合,之后加入醇类,离心沉淀。

【技术特征摘要】
1.一种介孔二氧化硅包覆纳米金颗粒的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)胶体金溶液的制备:取HAuCl4加入到超纯水中,加热至沸腾,快速注入柠檬酸钠溶液后,搅拌,冷却至室温制得胶体金溶液;(2)将所述步骤(1)中制得的胶体金溶液,无需引发剂活化和后续分离纯化直接加入到含碳链的阳离子表面活性剂溶液中,搅拌后,调节pH值至9-12,搅拌均匀;(3)根据所需包覆mSiO2厚度加入相应量的TEOS,加入过程中维持溶液pH值的稳定,加入完毕后继续反应使TEOS充分水解聚合,之后加入醇类,离心沉淀;(4)将步骤(3)中获得的产物重新超声分散于醇类中,调节溶液的pH值小于1,放置一段时间后离心沉淀;其中,所述含碳链的阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵;所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵元弟宋吉涛
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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