具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法，包括如下步骤：(1)用硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇600制备银米溶胶溶液；(2)金银置换反应：将制备好的银米溶胶溶液用无水乙醇和去离子水清洗离心后，加去离子水分散银米溶胶，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，保持在80～100℃条件下，滴加氯金酸水溶液，反应毕即得金银合金米结构；其中，氯金酸:硝酸银的摩尔比为1～6:500。本发明专利技术操作步骤简单、重复性好、低消耗，制得的金银合金米结构颗粒均匀、尺寸可控、分散性好。通过金银间的置换反应，得到具有在可见光波段可调控的等离子体共振吸收峰的金银纳米合金米结构。

Process for the preparation of a gold silver alloy structure with tunable plasma resonance absorption characteristics

The invention discloses a preparation method with tunable plasmon resonance absorption properties of gold alloy nano structure, which comprises the following steps: (1) preparation of silver sol m with silver nitrate, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol 600; (2) the replacement reaction: silver gold and silver sol prepared rice the use of anhydrous ethanol and deionized water washing after centrifugation, adding deionized water dispersed silver sol m, then adding polyvinylpyrrolidone, maintained at 80~100 Deg. C, drop gold chlorination acid aqueous solution, the reaction of Bi gold silver alloy M structure; the gold chloride acid: the mole ratio of silver nitrate was 1 ~ 6:500. The invention has the advantages of simple operation, good repeatability and low consumption, and the prepared gold silver alloy rice has the advantages of uniform particle structure, controllable size and good dispersibility. Gold and silver alloy nanostructures with tunable plasmon resonance absorption peaks in visible light were obtained by substitution reaction between gold and silver.

【技术实现步骤摘要】
具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法
本专利技术涉及金银合金纳米材料
，具体涉及具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法。
技术介绍
贵金属纳米颗粒如金、银具有独特的表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance，SPR)特性，在传感器科学、检测科学、表面增强拉曼散射等领域有应用价值。金属纳米颗粒在紫外-可见吸收光谱中表现出特定的表面等离共振(SPR)吸收峰，而SPR吸收峰的位置主要有纳米颗粒的大小、形状、周围介质条件(如分散介质为水、空气等)等因素决定。因此通过对贵金属纳米颗粒的几何结构及其组成进行设计和改进，可实现对其SPR吸收峰的位置的调控。目前的金银合金纳米材料，通常为立方体或球形纳米颗粒，一般为核壳结构，或经对核壳结构的选择性刻蚀而得到的纯金属空心结构；从使用范围上来说，一般粒径的金银纳米颗粒其吸收峰分在530nm、420nm左右，可调范围较小。对于本专利技术的金银合金米结构，第一，从合成方法上来说，本金银合金米主要利用金银间的电位差而进行置换反应，操作方便，所得金银合金米分散性好、性能稳定，较模板法、自组装等合成方法简单易控，避免材料浪费，结构易脆性等缺点；第二，从形状上来说，之前的有关合金形状的设计，都局限于立方体或球形纳米颗粒，而对于米形状的合金设计，本专利技术属首次；第三，从结构上来说，之前的合金纳米结构都局限于核壳结构，或经对核壳结构的选择性刻蚀而得到的纯金属空心结构，而对于本专利技术的金银合金米，可通过控制加入氯金酸的量而得到基于米结构的不同结构的金银合金米；第四，从材质上来说，本专利技术的金银合金米，因有高化学稳定性的金的加入，使得金银合金米的化学稳定性优于纯银的稳定性，从而保证应用过程中性能的稳定性，而延长其使用寿命；第五，从使用范围上来说，首先对于一般粒径的金银纳米颗粒其吸收峰分在530nm，420nm左右，可调范围较小，而对于本专利技术的金银合金米结构，通过控制加入氯金酸的量便可在可见光范围内随意调控；其次由于银的抗氧化能力差，在氧化环境中不稳定，而金的抗氧化能力强，且具有生物相容性，因此采用金银相结合的方式得到的米结构，使用范围较纯银纳米颗粒更加广泛。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种步骤简单、重复性好、低消耗且颗粒均匀的具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案：一种具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法，包括如下步骤：(1)用硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇600制备银米溶胶溶液；(2)金银置换反应：将制备好的银米溶胶溶液用无水乙醇和去离子水清洗离心后，加去离子水分散银米溶胶，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，保持在80～100℃条件下，滴加氯金酸水溶液，反应毕即得金银合金米结构；其中，氯金酸:硝酸银的摩尔比为1～6:500。所述步骤(1)中制备银米溶液的方法包括如下步骤：A、分别制备AgNO3、聚乙烯吡咯烷酮的水溶液待用；B、分别取AgNO3溶液、聚乙烯吡咯烷酮溶液，与聚乙二醇600搅拌均匀；将搅拌均匀的混合液保持在80～100℃8～24个小时，即得银米。在上述技术方案中，所述AgNO3、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇600的使用量配比为：每0.2ml1M的AgNO3加入0.8-1.2ml1M的聚乙烯吡咯烷酮和8-12ml聚乙二醇600。作为优选地，所述AgNO3、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇600的使用量配比为：每0.2ml1M的AgNO3加入1ml1M的聚乙烯吡咯烷酮和10ml聚乙二醇600。作为优选地，所述步骤(2)的金银置换反应在100℃条件下进行。所述步骤(2)金银置换反应中氯金酸水溶液的滴加速度为5ml/h。本专利技术的有益效果是：本专利技术操作步骤简单、重复性好、低消耗，制得的金银合金米结构颗粒均匀、尺寸可控、分散性好。通过金银间的置换反应，得到不同刻蚀程度的米结构，而得到具有在可见光波段可调控的等离子体共振吸收峰的金银纳米合金米结构，从而更广泛应用于传感器科学、检测科学、表面增强拉曼散射等领域。对于本专利技术的金银合金米结构，第一，从合成方法上来说，本金银合金米主要利用金银间的电位差而进行置换反应，操作方便，所得金银合金米分散性好、性能稳定，较模板法、自组装等合成方法简单易控，避免材料浪费，结构易脆性等缺点；第二，从形状上来说，之前的有关合金形状的设计，都局限于立方体或球形纳米颗粒，而对于米形状的合金设计，本专利技术属首次；第三，从结构上来说，之前的合金纳米结构都局限于核壳结构，或经对核壳结构的选择性刻蚀而得到的纯金属空心结构，而对于本专利技术的金银合金米，可通过控制加入氯金酸的量而得到基于米结构的不同结构的金银合金米；第四，从材质上来说，本专利技术的金银合金米，因有高化学稳定性的金的加入，使得金银合金米的化学稳定性优于纯银的稳定性，从而保证应用过程中性能的稳定性，而延长其使用寿命；第五，从使用范围上来说，首先对于一般粒径的金银纳米颗粒其吸收峰分在530nm，420nm左右，可调范围较小，而对于本专利技术的金银合金米结构，通过控制加入氯金酸的量便可在可见光范围内随意调控；其次由于银的抗氧化能力差，在氧化环境中不稳定，而金的抗氧化能力强，且具有生物相容性，因此采用金银相结合的方式得到的米结构，使用范围较纯银纳米颗粒更加广泛。附图说明图1是本专利技术反应的原理示意图。图2是实施例1-5制得的金银合金米结构的扫描电镜图，其中：(a)为纯银米，(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别为滴加氯金酸0.4ml、0.8ml、1.2ml、1.6ml、2.0ml所得的金银合金米。图3是银米及金银合金米的透射电镜图，其中：(a)为纯银米，(b)、(c)分别为滴加氯金酸为1.2ml和2.0ml时部分刻蚀和全部刻蚀时的金银合金米。图4是实施例1-5制得的金银合金米结构和纯银米的吸收光谱，其中：Ag:纯银米，其余分别为为滴加氯金酸0.4ml、0.8ml、1.2ml、1.6ml、2.0ml所得的金银合金米。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但并不因此而限制本专利技术。实施例1制备金银合金米结构按照如下步骤操作：一、合成纯银米，具体操作过程如下：1)分别配备1M的AgNO3、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的水溶液待用；2)用量筒量取10ml聚乙二醇600(PEG600)放入圆底烧瓶中待用；3)分别取0.2mlAgNO3溶液、1ml聚乙烯吡咯烷酮溶液，加入到圆底烧瓶中与聚乙二醇600搅拌均匀；4)将搅拌均匀的混合液移入100℃的油浴锅中，持续加热9个小时，便得尺寸均匀、分散性好的银米。二、金银间的置换反应：利用金银间的电位差完成金银间的氧化还原，置换反应的化学方程式为：3Ag(s)+AuCl4-(aq)＝Au(s)+3Ag+(aq)+4Cl-(aq)。具体操作为：首先将制备好的银米溶胶溶液用无水乙醇洗两次，每次加无水乙醇4ml，离心5分钟，转速16000rpm，然后用4ml去离子水清洗一次，离心5分钟，转速16000rpm，将得到的银米溶胶加4ml去离子水分散，加入1M的3ml聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，置于100℃的油浴锅中，再将提前配置好的1mM的2mlHAuCl4水溶液以5ml/h的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)用硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇600制备银米溶胶溶液；(2)金银置换反应：将制备好的银米溶胶溶液用无水乙醇和去离子水清洗离心后，加去离子水分散银米溶胶，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，保持在80～100℃条件下，滴加氯金酸水溶液，反应毕即得金银合金米结构；其中，氯金酸:硝酸银的摩尔比为1～6:500。

【技术特征摘要】
1.一种具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)用硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇600制备银米溶胶溶液；(2)金银置换反应：将制备好的银米溶胶溶液用无水乙醇和去离子水清洗离心后，加去离子水分散银米溶胶，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，保持在80～100℃条件下，滴加氯金酸水溶液，反应毕即得金银合金米结构；其中，氯金酸:硝酸银的摩尔比为1～6:500。2.如权利要求1所述的具有可调控的等离子共振吸收特性的金银合金米结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中制备银米溶胶的方法包括如下步骤：A、分别制备AgNO3、聚乙烯吡咯烷酮的水溶液待用；B、分别取AgNO3溶液、聚乙烯吡咯烷酮溶液，与聚乙二醇600搅拌均匀；将搅拌均匀的混合液保持在80～100℃8～24个小时，即得银米。3.如权利要求2所述的具有可调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓楠，刘安平，黄映洲，于可可，杨东侠，张雪梅，李可可，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50