一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法，属于金属纳米粒子合成技术领域。将三苯基磷氯金有机溶液与强碱性水溶液强烈搅拌混合，得到水包油结构乳液，引入四羟甲基氯化磷水溶液引发水包油结构乳液界面氧化还原反应，得到双亲性Janus金纳米粒子。该方法利用乳液反应一步制备双亲性Janus金纳米粒子，即利用三苯基磷氯金与四羟甲基氯化磷在有机溶剂/水乳滴微界面反应，实现小批量合成双亲性Janus金纳米粒子。本发明专利技术提供的双亲性Janus金纳米粒子的制备方法操作简单易行，具有良好的稳定性和重现性。

Method for preparing amphiphilic Janus gold nanoparticles

The invention provides a method for preparing amphiphilic Janus gold nanoparticles, which belongs to the technical field of synthesis of metal nanoparticles. The three phenyl phosphate gold chloride organic solution and alkaline aqueous solution has strong mixing oil in water emulsion structure, the introduction of four hydroxymethyl phosphonium chloride aqueous solution by water in oil emulsion interface structure of redox reaction, obtained amphiphilic Janus gold nanoparticles. The method of one step preparation of amphiphilic Janus gold nanoparticles by emulsion reaction, namely the use of three phenyl phosphate gold chloride and four hydroxy methyl chloride in organic solvent / emulsion droplets in the interfacial reaction, small batch synthesis of amphiphilic Janus gold nanoparticles. The method for preparing amphiphilic Janus gold nanoparticles provided by the invention has the advantages of simple operation, good stability and reproducibility.

【技术实现步骤摘要】
一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法
本专利技术涉及金属纳米粒子合成
，尤其涉及一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法。
技术介绍
Janus本意为古罗马的“双面神”。在1991年诺贝尔奖颁奖大会上，法国物理学家德热纳(DeGennes)首次用它来描述一类由两个半球组成，且具有两种截然不同化学性质的粒子。两面性使这种粒子能形成特殊结构，具备比单一性质的纳米粒子更多的应用前景。Janus粒子可以根据形貌分为雪人状、橡子状、哑铃状、双组分粒子、半覆盆子状等，也可以根据粒子的表面性质分为具有疏水和亲水分区的双亲Janus粒子及带有正、负电荷分区的Janus粒子。其中，双亲性Janus粒子的性质与表面活性剂分子相似，它的一面亲水，一面疏水，在油水界面吸附能力是同尺寸均一表面纳米粒子的3倍，不存在超细纳米粒子界面吸附不够稳定的问题，不仅可以作为Pickering乳液固体稳定剂，还可以用于抗癌药物封装、肿瘤显像与热疗、双相催化以及燃料电池等领域。制备双亲性Janus粒子的方法主要有部分镶嵌法、模板法和液/液界面配体交换法等，其关键在于纳米粒子进行表面修饰的过程中防止纳米粒子翻转，导致修饰分子自由混合，难以形成亲、疏水分子的分区排布。部分镶嵌法主要用于较大尺寸的纳米粒子，如Granick(《JanusColloidalMatchsticks》,SteveGranicket.al,J.Am.Chem.Soc.2012,134,12901-12903)等通过冷却固体石蜡的Pickering乳液来固定SiO2粒子，避免了SiO2粒子的自发性旋转，成功制备了具有荧光标记的Janus型SiO2粒子，并可以一次制备克级以上量的Janus粒子。模板法主要是对纳米晶体生长或者表面修饰提供某种空间约束，进而得到非对称的结构，如Li等(《AmphiphilicJanusGoldNanoparticlesviaCombining“Solid-StateGrafting-to”and“Grafting-from”Methods》,ChristopherY.Liet.al,J.AM.CHEM.SOC.2008,130,11594-11595)利用附着巯基的聚氧乙烯单晶(HS-PEO)作模板，运用固态接枝技术成功制备了PEO和PMMA修饰的双亲性Janus金纳米粒子；Chen等(Chen,T.et.al,J.Am.Chem.Soc.2008,130,11858～11859)则利用双亲性嵌段聚合物PS154-b-PMAA60作用下疏水和亲水小分子修饰金纳米粒子的微相分离，得到了Au-PS154-b-PMAA60的混合Janus粒子。利用不互溶液/液界面的分隔作用，可以通过配体交换制备双亲性Janus纳米粒子，如Luo等(《Multiple-SizedAmphiphilicJanusGoldNanoparticlesbyLigandExchangeatToluene/WaterInterface》,KunLuo,et.al,J.Mater.Sci.Technol.2016,32(8):733-737)通过对三羟甲基氧化磷(THPO)保护的金纳米粒子进行甲苯/水界面进行配体交换，使甲苯中的三苯基磷(PPh3)替换部分THPO附着于金纳米粒子的表面，配体替换导致界面吸附的金纳米粒子形成取向性，防止粒子的翻转，使得后续替换过程可以顺利进行，最终形成THPO和PPh3两种配体保护的Janus金纳米粒子。目前，双亲性Janus纳米粒子的制备方法普遍比较繁复，对仪器设备依赖程度高，后处理比较复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双亲性Janus金纳米粒子的小批量制备方法，利用乳液反应一步制备双亲性Janus金纳米粒子，制备方法操作简单易行，具有良好的稳定性和重现性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法，包含以下步骤：(1)将三苯基磷氯金有机溶液与强碱性水溶液强烈搅拌混合，得到水包油结构乳液；(2)将四羟甲基氯化磷水溶液引入所述步骤(1)得到的水包油结构乳液进行氧化还原反应，得到双亲性Janus金纳米粒子。优选地，所述步骤(1)中三苯基磷氯金有机溶液的浓度为1～5mmol/L，所述强碱性水溶液的浓度为5～50mmol/L；所述三苯基磷氯金有机溶液与强碱性水溶液的体积比为1：1.2～3.0。优选地，所述步骤(2)中水包油结构乳液中三苯基磷氯金与四羟甲基氯化磷的摩尔比为1:1～1.5。优选地，所述步骤(2)中四羟甲基氯化磷水溶液的浓度为10～300mmol/L。优选地，所述步骤(2)中氧化还原反应的时间为1～5h，所述氧化还原反应的温度为15～45℃。优选地，所述步骤(1)中三苯基磷氯金有机溶液的溶剂包括甲苯、苯、二氯乙烷和硝基苯中的一种或几种的混合物。优选地，所述步骤(2)中的氧化还原反应后还包括以下步骤：将所述氧化还原反应得到的乳液体系中再加入有机溶剂，使有机溶剂总量与水溶液总量体积比为1.1～3：1，然后强烈搅拌混合，得到油包水乳液，通过相反转提高三苯基磷氯金利用率；将所述油包水乳液分层，得到含有金纳米粒子的中间层；将所述中间层依次进行分离、洗涤和干燥，得到双亲性Janus金纳米粒子。优选地，所述有机溶剂包括甲苯、苯、二氯乙烷和硝基苯中的一种或几种的混合物。优选地，所述干燥为冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-60～-10℃，所述干燥的时间为24～48h。本专利技术提供了一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法，将三苯基磷氯金有机溶液与强碱性水溶液强烈搅拌混合，得到水包油结构乳液，将四羟甲基氯化磷水溶液引入水包油结构乳液进行氧化还原反应，得到双亲性Janus金纳米粒子。为了提高三苯基磷氯金的利用率，对水包油结构乳液中加入体积超过水溶液对有机溶剂进行相反转，使氧化还原反应在油包水结构乳液中继续进行。本专利技术利用有机溶剂/水乳液反应一步制备双亲性Janus金纳米粒子，即利用三苯基磷氯金与四羟甲基氯化磷在有机溶剂/水乳滴微界面反应，形成小批量双亲性Janus金纳米粒子，制得的Janus金纳米粒子可在室温环境下稳定保存，并可以方便地分散到N,N-二甲基甲酰胺或氯仿中，形成双亲性Janus金纳米粒子单分散胶体溶液，便于在催化剂或药物封装等领域的应用。本专利技术提供的双亲性Janus金纳米粒子的制备方法操作简单易行，具有良好的稳定性和重现性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子的透射电镜照片；图2为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子的粒径分析结果；图3为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子的高分辨透射电镜分析谱图；图4为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子的选区电子衍射分析谱图；图5为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子红外光谱；图6为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子拉曼光谱；图7为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子X光电子能谱；图8为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米粒子1HNMR谱图；图9为本专利技术实施例1制备的双亲性Janus金纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法，包含以下步骤：(1)将含有三苯基磷氯金的有机溶液与强碱性水溶液强烈搅拌混合，得到水包油结构乳液；(2)将四羟甲基氯化磷水溶液引入所述步骤(1)得到的水包油结构乳液，进行乳液界面氧化还原反应，得到双亲性Janus金纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种双亲性Janus金纳米粒子的制备方法，包含以下步骤：(1)将含有三苯基磷氯金的有机溶液与强碱性水溶液强烈搅拌混合，得到水包油结构乳液；(2)将四羟甲基氯化磷水溶液引入所述步骤(1)得到的水包油结构乳液，进行乳液界面氧化还原反应，得到双亲性Janus金纳米粒子。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中三苯基磷氯金有机溶液的浓度为1～5mmol/L，所述强碱性水溶液的浓度为5～50mmol/L；所述三苯基磷氯金有机溶液与强碱性水溶液的体积比为1：1.2～3.0。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水包油结构乳液中三苯基磷氯金与四羟甲基氯化磷的摩尔比为1:1～1.5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中四羟甲基氯化磷水溶液的浓度为10～300mmol/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氧化还原反应的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗鲲，项永冬，李德贵，胡承亮，母远英，王海明，黄涛，向利，罗志虹，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45