一种树状结构银纳米粒子的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型树状结构银纳米粒子的绿色合成方法，旨在提供一种在没有模板存在的条件下，利用半胱氨酸或谷胱甘肽作为还原剂和戴帽剂，简单快速地制备得到树状结构银纳米粒子，该方法反应条件温和，操作简便，环境污染小，为制备各向异性的纳米粒子提供简单的思路。其基本方案包括下述步骤：1)分别称取还原剂和含银金属盐；2)将步骤1)称取的金属盐溶解在蒸馏水中制备金属盐水溶液，还原剂在蒸馏水中溶解；3)将步骤2)中金属盐水溶液和还原剂溶液按摩尔比1～5:5混合，调节pH值6‑7在恒温水浴锅中搅拌反应一段时间，即得。

Method for preparing silver nanoparticles with dendritic structure

The invention discloses a green synthesis method of a new tree structure of silver nanoparticles, which aims to provide a template in the presence of cysteine or glutathione used as a reducing agent and a cap agent, a simple and rapid preparation of tree structure of silver nanoparticles, the mild reaction condition, simple operation, less environmental pollution. Provide a simple approach for the preparation of anisotropic nanoparticles. The basic scheme comprises the following steps: 1) respectively weighing reducing agent and silver containing metal salt; 2) step 1) said the metal salt dissolved in distilled water to prepare solution of metal salt, reducing agent dissolved in distilled water; 3) in step 2) in an aqueous solution of a metal salt and reducing agent solution molar 1 ~ 5:5 mixed, adjusting the pH value of 6 7 in constant temperature water bath stirring reaction time, i.e..

【技术实现步骤摘要】
一种树状结构银纳米粒子的制备方法
本专利技术涉及纳米材料的
，具体涉及一种新型树状结构银纳米粒子的制备方法。
技术介绍
纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(一般是1～100nm)的颗粒或由它们作为基本单元构成的材料。纳米颗粒基本可以分为三类：(1)零维，指三维空间尺度均在纳米尺度，如球形纳米颗粒；(2)一维，指空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝(线)、纳米棒(杆)、纳米管等；(3)二维，指三维空间中有一维在纳米尺度，其中就包括纳米片，纳米薄膜等。在过去的几十年里，人们利用多种方法合成了不同形貌的贵金属纳米粒子，系统地研究了贵金属纳米粒子的物理、化学和光学特性，探索了金属纳米颗粒的微观生长机理，开发了它们在催化、光子学、等离子体光学、光学传感、生物标记、医学成像，以及表面增强拉曼光谱等诸多方面的功能和应用，取得了许多重要的进展，也使这一领域成为研究热点。树状结构纳米粒子是由单个纳米粒子通过有序组装而成的一种纳米粒子组装结构，是单个纳米粒子通过定向排列，形成树枝状结构。其较传统分散型纳米粒子具有更加丰富的光学特性和电子学特性，在制造电子、光电子和传感器等纳米器件中有着广泛的应用前景。传统的树状结构金属纳米颗粒的合成几乎都是以模板组装为基础的，然而，无论在溶液中使用的提供识别或者相互作用的配体分子软模板，还是以固体表面为基础的硬模板，都是金属纳米颗粒空间结构组装过程所必须的，但模板法存在化学试剂污染，反应步骤繁琐等缺陷，其产物难以实现大规模实际应用，在生物医药领域应用也受到限制。针对上述不足，本专利技术的目的在于提供一种在没有模板存在的条件下，利用半胱氨酸或还原性谷胱甘肽作为还原剂和活性剂，一步得到树状结构银纳米粒子。该方法反应条件温和，操作简便，环境污染小，在现代科学领域中具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术公开了一种新型树状结构银纳米粒子的绿色合成方法，旨在提供一种在没有模板存在的条件下，利用半胱氨酸(L-cys)或还原性谷胱甘肽作为还原剂和戴帽剂，简单快速地制备得到树状结构银纳米粒子，该方法反应条件温和，操作简便，环境污染小，为制备各向异性的纳米粒子提供简单的思路。本专利技术所述的树状结构银纳米粒子的制备方法，包括下述步骤：1)分别称取还原剂和含银金属盐；2)将步骤1)称取的金属盐溶解制备金属盐溶液，还原剂在蒸馏水中溶解；3)将步骤2)中还原剂溶液和金属盐溶液按摩尔比1～5:5混合，调节pH值6-7，在70℃恒温水浴锅中搅拌反应4h，即得。上述的树状结构银纳米粒子的绿色制备方法，所述的金属盐溶液为硝酸银溶于蒸馏水得到的硝酸银水溶液或者银氨溶液的其中之一；所述的还原剂为半胱氨酸或者还原性谷胱甘肽其中之一；调节pH值时所用的调节剂为氢氧化钠或者氢氧化钾或者氨水的其中之一。在本专利技术制备树状结构银纳米粒子的过程中，通过专利技术人的长期研究，得到了树状结构银纳米粒子制备的原料摩尔比和反应条件，还原剂与银离子的摩尔比对合成树状结构的银纳米粒子至关重要；反应条件的控制比如温度、pH和有无搅拌过程等，对树状结构的纳米粒子的形成会产生明显的影响。在混合体系中加入L-cys的量不同，合成的银纳米粒子的尺寸和形貌也有所差异。通过改变L-cys和硝酸银的摩尔比，可以得到不同形状的银纳米粒子。L-cys/Ag+的摩尔比低于3:5时，观察电镜图谱没有显示纳米粒子的存在；当L-cys/Ag+的摩尔比为4:5时，得到的银纳米颗粒大多呈现球形或类球形，没有足够多的银原子被还原出来形成树枝状结构；当随着L-cys/Ag+的摩尔比逐渐增大至5:5，此时的纳米粒子呈现树枝状。与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案在没有模板存在的条件下，利用半胱氨酸或还原性谷胱甘肽做还原剂和戴帽剂，加热环境下制备得到树状结构银纳米粒子，反应条件温和，环境友好，操作简便，节约能源。据报道，易清风，TaeGwanPark等人也制备了树状结构银纳米粒子，而本研究的形貌更接近于树枝状。本专利技术所制备的树状结构银纳米粒子被半胱氨酸的氧化产物所包覆，有效提高了纳米粒子的稳定性以及生物相容性，与金属纳米颗粒和块状金属相比，有着更为丰富的光学特性和电子学特性，特别是在制造电子、光电子和传感器等纳米器件时，有着广泛的应用；也可实现金属纳米粒子生物医疗检测领域的大规模应用。附图说明图1是实施例1所制备的树状结构银纳米粒子的TEM图像；图2是实施例1所制备的树状结构银纳米粒子的HR-TEM图像；具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，下面实施例仅说明本专利技术，而不是用来限制本专利技术范围。实施例中未提及的实验方法，通常按照常规方法操作。实施例1准确称取121mg半胱氨酸，溶解于100ml蒸馏水溶液中，配置成10mmol/L的半胱氨酸溶液，准确称取170mg硝酸银，用100ml蒸馏水溶解，配置成10mmol/L的硝酸银溶液。在温度T＝70℃和pH＝6.5条件下向5mL，10mmol/L的硝酸银溶液中加入5ml，10mmol/L的半胱氨酸溶液，彻底搅拌反应4h，最终可得到棕黄色的银纳米胶体溶液，并定容至10mL。反应过程中用恒温磁力揽拌器来控制反应温度。实施例2准确称取307.3mg还原性谷胱甘肽，溶解于100ml蒸馏水溶液中，配置成10mmol/L的还原性谷胱甘肽溶液，准确称取170mg硝酸银，用100ml蒸馏水溶解，配置成10mmol/L的硝酸银溶液。在温度T＝70℃和pH＝6.5条件下向5mL，10mmol/L的硝酸银溶液中加入2ml，10mmol/L的还原性谷胱甘肽溶液，彻底搅拌反应4h，最终可得到棕黄色的银纳米胶体溶液，并定容至10mL。反应过程中用恒温磁力揽拌器来控制反应温度。实施例3准确称取121mg半胱氨酸，溶解于100ml蒸馏水溶液中，配置成10mmol/L的半胱氨酸溶液，准确称取170mg硝酸银，用10％100ml氨水溶解，配置成10mmol/L的银氨溶液。在温度T＝70℃和pH＝6.5条件下向5mL，10mmol/L的银氨溶液中加入5ml，10mmol/L的半胱氨酸溶液，彻底搅拌反应4h，最终可得到棕黄色的银纳米胶体溶液，并定容至10mL。反应过程中用恒温磁力揽拌器来控制反应温度。实施例4准确称取307.3mg还原性谷胱甘肽，溶解于100ml蒸馏水溶液中，配置成10mmol/L的还原性谷胱甘肽溶液，准确称取170mg硝酸银，用10％100ml氨水溶解，配置成10mmol/L的银氨溶液。在温度T＝70℃和pH＝6.5条件下向5mL，10mmol/L的银氨溶液中加入3ml，10mmol/L的还原性谷胱甘肽溶液，彻底搅拌反应4h，最终可得到棕黄色的银纳米胶体溶液，并定容至10mL。反应过程中用恒温磁力揽拌器来控制反应温度。本专利技术采用半胱氨酸绿色合成树状结构银纳米粒子，整个过程不使用任何辅助剂和诱导剂，所制备的树状结构银纳米粒子被半胱氨酸的氧化产物所包覆，有效提高了纳米粒子的稳定性以及生物相容性。现以实施例1中所制备的树状结构银纳米粒子为例，结合附图1-2给予说明。从图1中树状结构银纳米粒子的TEM图像可以看出，由半胱氨酸合成的银纳米粒子呈现出明显的树状结构；从图2HR-TEM图像，可以看出构成枝状结构的银纳米粒子表面由一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树状结构银纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：1)分别称取还原剂和含银金属盐；2)将步骤1)称取的金属盐溶解制备金属盐溶液，还原剂在蒸馏水中溶解；3)将步骤2)中还原剂溶液和金属盐溶液按摩尔比1～5:5混合，调节pH值6‑7，在70℃恒温水浴锅中搅拌反应4h，即得。

【技术特征摘要】
1.一种树状结构银纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：1)分别称取还原剂和含银金属盐；2)将步骤1)称取的金属盐溶解制备金属盐溶液，还原剂在蒸馏水中溶解；3)将步骤2)中还原剂溶液和金属盐溶液按摩尔比1～5:5混合，调节pH值6-7，在70℃恒温水浴锅中搅拌反应4h，即得。2.如权利要求1所述的一种树状结构银纳米粒子的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清泉，马新福，谢宇，谭威，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44