本发明专利技术公开了一种制备表面包裹有二氧化硅层的金纳米棒颗粒的方法，是在ＣＴＡＢ稳定的金纳米颗粒溶液中加入氨水形成金纳米棒溶液，然后将所述金纳米棒溶液与正硅酸乙酯的乙醇溶液混和反应，得到所述表面包裹有二氧化硅层的金纳米棒颗粒。本发明专利技术不需要添加聚合物或者聚电解质的帮助，就可以在ＣＴＡＢ稳定的金纳米棒表面制备出均匀的二氧化硅层，而且通过改变ＴＥＯＳ的量，可以控制二氧化硅层的厚度。因此本发明专利技术提供的方法具有操作简便、条件温和的突出优点，且对于具有各相异性的纳米材料包裹二氧化硅层的制备具有普遍的指导意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，人们发展了多种化学法，来制备各相异性的金属纳米颗粒，其中最为成功的是利用阳离子表面活性剂十六 烷基三甲基溴化氨(CTAB)作为形貌诱导试剂来控制尺寸和形状。到目前为止，利用 CTAB溶液控制尺寸和形貌，研究最为清楚的是金纳米棒的合成。人们可以实现金纳 米棒光学性质的细微调节，通过控制金纳米棒的长短轴比，实现对其光学性质从可见 光区到近红外光区的细微调节[B. Nikoobakht, M. A. El-Sayed， Mafer. 2003,"，1957; J. P6rez-Juste， et al.娃F匿。由于金纳米棒的特殊光学特 性，使得金纳米棒在生物传感器、生物成像、生物标记等领域具有广泛的应用前景。 然而CTAB胶束环境虽然有利于金纳米棒颗粒的稳定性，但是CTAB分子的存在带来 一系列的问题(l)CTAB分子在金纳米棒表面的稳定存在，使得实现金纳米棒表面的 疏水化变得困难。最近只有几篇 文章报道成功处理此问题，实现CTAB稳定的金纳米棒在有机溶剂中分散，但是这是 在非常苛刻的实验条件下实现的[Yang， J.; Wu, J.; et al. C7z缀丄饥2005，楊,215.; Wei, G.-T.; Yang, Z.; et al. ■/ j附.C/zew. Soc. 2004,风5036.〗。(2) CTAB分子在金纳米棒表 面的存在，使得金纳米棒表面的生物修饰变得困难，而且CTAB分子具有生物毒性， 这样严重限制了金纳米棒颗粒在生物领域的应用。由于二氧化硅具有突出的化学稳定 性、生物相容性、表面的可修饰性，使得在CTAB稳定的金纳米棒表面包裹二氧化硅 层，成为解决CTAB稳定的金纳米棒颗粒生物应用中存在问题的最佳选择方案之一。人们已经报道了在柠檬酸盐稳定的金纳米颗粒的表面包裹二氧化硅，主要有以下 两个主要的模式(1)利用硅烷化偶联试剂(氨基丙基垸氧基硅烷(APTMS)或者巯 基丙基烷氧基硅烷(MPTMS)) ， (2)使用聚乙烯吡咯垸酮(PVP)处理纳米材料，然后在乙醇或者异丙醇的氨 水溶液中水解正硅酸乙酯(TEOS)制备二氧化硅层。这两类试剂的使用不仅可以促进纳米材料转移到醇中，而且能够促进二氧化硅层的形成。然而，对于CTAB稳定的金纳米棒来说，由于CTAB分 子非常牢固地键合在金纳米棒的表面，使得利用APTMS或者MPTMS替换CTAB在 金颗粒的表面吸附变得非常的困难。尽管Murphy和Pastoriza-Santos等人相继报道了利用MPTMS包裹金纳米颗粒，并利用正硅酸 钠在CTAB稳定的金纳米棒表面制备二氧化硅层，但是他们的方法的重复性差，而且 在加入正硅酸钠的过程中，很容易出现颗粒聚集的现象。另外使用PVP包裹CTAB 稳定的金纳米棒制备二氧化硅层时，金纳米棒表面形成的二氧化硅层是不均匀的。Pastoriza-Santos等人报道了一种方法，可以实现二氧化硅在金纳米棒颗粒表面的均匀包覆。在他们 的方法中，将聚合电解质的层层自组装技术与异丙醇水溶液中的正硅酸乙酯(TEOS) 可控水解相结合，在金纳米棒表面制备出均匀且厚度可控的二氧化硅层。他们首先离 心去除多余的表面活性剂CTAB之后，金纳米棒颗粒分散于水中，在剧烈搅拌的条件 下，逐滴加入带负电的聚合电解质，然后重复用带正电的聚合电解质处理，然后离心 清洗去除多余的聚电解质。两种聚合电解质层可以彻底屏蔽或者掩盖金纳米棒表面的 CTAB效应。然后将处理过的金纳米棒颗粒转移到异丙醇和氨水的溶液中水解TEOS， 制备二氧化硅层。但是在这一方法中，存在以下问题(1)操作复杂。制备过程使用了PVP以及 反复使用带正电的聚合电解质和带负电的聚合电解质进行处理，并反复离心处理后， 转移到异丙醇中，再进行TEOS的水解，制备二氧化硅层。(2)条件控制要求苛刻。 制备过程所使用的PVP和聚合电解质的分子量以及反应的离子强度要有严格的限制， 因为高分子量的聚合物可以产生桥联作用，进而产生颗粒之间的聚集，高的离子强度 同样容易导致产生颗粒之间的聚集。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。 本专利技术制备表面包裹有二氧化硅层的金纳米棒颗粒的方法，是在CTAB稳定的金纳米棒颗粒溶液中加入氨水形成金纳米棒溶液，然后将所述金纳米棒溶液与正硅酸乙酯的乙醇溶液混和反应，得到所述表面包裹有二氧化硅层的金纳米棒颗粒。其中，金纳米棒溶液的pH为6—12。优选的，将所述金纳米棒颗粒溶液与正硅酸乙酯的乙醇溶液混和反应是将所述金纳米棒颗粒溶液加入到所述正硅酸乙酯的乙醇溶液中。制备过程中，金纳米棒与正硅酸乙酯用量摩尔数比为100:1 l:200关系。优选 的，金纳米棒与正硅酸乙酯的摩尔数比为10:1 ~ 1:50。所述正硅酸乙酯的乙醇溶液 的浓度为0. 1 mraol/L — 2 mol/L。室温下反应1小时以上。本专利技术不需要添加聚合物或者聚电解质的帮助，就可以在CTAB稳定的金纳米棒 表面制备出均匀的二氧化硅层，而且通过改变TEOS的量，可以控制二氧化硅层的厚 度。因此本专利技术提供的方法具有操作简便、条件温和的突出优点，二氧化硅层均匀并 且厚度容易控制，并且对于具有各相异性的纳米材料包裹二氧化硅层的制备具有普遍 的指导意义。附图说明图1为实施例1金纳米棒包裹二氧化硅后的透射电镜照片； 图2为实施例2金纳米棒包裹二氧化硅后的透射电镜照片； 图3为实施例3金纳米棒包裹二氧化硅后的透射电镜照片。具体实施例方式本专利技术制备表面包裹有二氧化硅层的金纳米棒颗粒的方法，是在十六垸基三甲基 溴化氨(CTAB)稳定的金纳米棒颗粒溶液中加入氨水，然后将金纳米棒颗粒溶液加入到 正硅酸乙酯(TEOS)的乙醇溶液中，使TEOS水解，通过控制搅拌方式，就可以实 现在CTAB稳定的金纳米的表面直接制备出均匀的二氧化硅层。在上述制备过程中，加入氨水使得金纳米棒颗粒溶液的pH为6—14，正硅酸乙 酯(TEOS)的乙醇溶液的浓度为0. 1腿ol/L — 2 mol/L，金纳米棒颗粒与TEOS的用 量摩尔数比为100:1 ~ 1:200。整个反应在5 — 8(TC进行1小时以上。本专利技术不需要添加聚合物或者聚电解质的帮助，就可以在CTAB稳定的金纳米棒 表面制备均匀的二氧化硅层，而且通过改变TEOS的量，可以控制二氧化硅层的厚度， 所得二氧化硅层的厚度一般可控制在l一500nm。具体的制备二氧化硅包覆的金纳米颗粒的基本程序(1) 参照文献制备CTAB稳定的金纳米棒颗粒。(2) 二氧化硅包覆的金纳米颗粒的制备(Au^⑨Si02):将步骤(1)制备的金纳 米棒颗粒离心处理，将沉淀物分散在超纯水中。然后利用氨水调节金纳米棒颗粒溶液 pH值 10。随后加入正硅酸乙酯(TEOS)的乙醇溶液，搅拌(磁力搅拌、机械搅拌、振荡搅拌等)，让溶液继续反应。反应完成后离心收集Ai^。d⑥Si02，然后分别用水和 乙醇清洗，得到二氧化硅包覆的金纳米颗粒。通过控制加入不同的TEOS的量，可以调控Si02壳的厚度。实施例1:(1) 参照文献制备金纳米棒颗粒；(2) 二氧化硅包覆的金纳米颗粒的制备(AUr。d⑨Si02):将步骤(1)制备的金纳米棒颗粒溶液20mL离心处理，将沉淀物分散在超纯水中。然后利用氨水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备表面包裹有二氧化硅层的金纳米棒颗粒的方法，是在ＣＴＡＢ稳定的金纳米棒颗粒溶液中加入氨水形成金纳米棒溶液，然后将所述金纳米棒溶液与正硅酸乙酯的乙醇溶液混和反应，得到所述表面包裹有二氧化硅层的金纳米棒颗粒。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马占芳，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：11[]
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