janus金纳米棒@硫化铜纳米材料、核壳金纳米棒@硫化铜纳米材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种janus金纳米棒@硫化铜纳米材料、核壳金纳米棒@硫化铜纳米材料及制备方法和应用，janus AuNRs@Cu

Janus gold nanorods @ Copper Sulfide Nanomaterials, core-shell gold nanorods @ Copper Sulfide Nanomaterials and their preparation methods and Applications

【技术实现步骤摘要】
janus金纳米棒@硫化铜纳米材料、核壳金纳米棒@硫化铜纳米材料及制备方法和应用
本专利技术涉及金纳米@硫化铜复合纳米材料，具体地，涉及一种janus金纳米棒@硫化铜纳米材料、核壳金纳米棒@硫化铜纳米材料及制备方法和应用。
技术介绍
近年来，双金属-半导体等离子体纳米颗粒(NPs)因其协同性能和在不同领域的应用潜力而成为引人注目的纳米超结构。将等离子体金纳米棒和等离子体Cu2-xS半导体构筑成复合纳米材料，由于两者之间的协同作用和表面等离子体耦合，不仅有利于高效的光热治疗应用，而且会表现出优异的性能或新的功能。到目前为止，已经开发了一些化学体系来制备双金属-半导体等离子体复合材料。尽管取得了这些实质性的成果，但仍然缺乏一个通用的合成方法，难以通过环境友好的实验条件，精确地获得具有不同混合结构的纳米粒子(例如core@shell、Janus等结构)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种janus金纳米@硫化铜复合纳米材料、核壳金纳米@硫化铜复合纳米材料及其制备方法和应用，该janus金纳米@硫化铜复合纳米材料具有等离子体耦合作用、高的光热稳定性和光热转换效率特性进而能够应用到光热转换中，核壳金纳米棒@硫化铜复合纳米材料具有高的光热稳定性和光热转换效率的特性进而能够应用到光热转换中，上述两种复合材料的制备方法具有操作简单、稳定性好、环境友好、可控合成两种复合材料的特性。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种janusAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料的制备方法，该制备方法为：将AuNRs、CTAB、BSA、铜源于溶剂中混合得到混合液，接着将混合液的pH调节至碱性，接着于70-90℃下进行水热反应以得到janusAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料。本专利技术还提供了一种Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料的制备方法，该制备方法为：将AuNRs、CTAB、BSA、铜源于溶剂中混合得到混合液，接着将混合液的pH调节至碱性，接着于50-60℃下进行水热反应以得到Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料。本专利技术进一步地提供了一种janusAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料，该janusAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料通过上述的制备方法制备而得。本专利技术更进一步地提供了一种Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料，该Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料通过上述的制备方法制备而得。本专利技术还进一步地一种如上述的Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料或如上述的Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料在光热转换中的应用。在上述技术方案中，本专利技术我们提出了一种调控“成核位点”的策略，用于在温和条件下制备两种Au-Cu2-xS纳米结构，即core@shell(其中金纳米棒为核，硫化铜为壳)和Janus纳米粒子。如图15所示，在预先合成AuNRs的情况下，引入CTAB和BSA分子可以很好地调节AuNRs表面成核位点的数量，进而调节复合纳米材料的结构。BSA分子还可以作为稳定剂、还原剂，以及作为Cu2-xS产品的S2-源。在相同的AuNRs浓度下，当CTAB和BSA的浓度较低时，AuNRs表面的活性位点较少，获得了AuNR@Cu2-xS纳米薄片Janus纳米粒子；相反，在CTAB和BSA的浓度较高下，Cu2-xS能够更多、更均匀地在AuNRs周围进行成核和生长，最终生成core@shellAuNR@Cu2-xS纳米粒子。此外，在较低温度下(50-60℃)，能够减缓Cu2-xS的成核和生长的速度，从而更有利于core@shell粒子的形成；而在较高温度下(70-90℃)，能够加快Cu2-xS的成核和生长的速度，便于Janus纳米粒子的获得。通过上述方法可以精确地获得具有不同混合结构的纳米粒子，丰富了纳米制备体系，促进混合金属-半导体等离子体纳米材料的应用，尤其是在光热转换领域中的应用。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为实施例1的产物的大尺度透射电镜表征图；图2为实施例1的产物的小尺度透射电镜表征图；图3为实施例2的产物的大尺度透射电镜表征图；图4为实施例2的产物的小尺度透射电镜表征图；图5为实施例1的产物的原子力显微镜表征图；图6为实施例2的产物的原子力显微镜表征图；图7为实施例1-2的产物的消光光谱表征图；图8为实施例1的产物的高分辨透射电镜表征图；图9为实施例2的产物的高分辨透射电镜表征图；图10为实施例1-2的产物的XRD表征图；图11为实施例1的产物的S元素2p的XPS表征图；图12为实施例2的产物的S元素2p的XPS表征图；图13为实施例1的产物的Cu2p的XPS表征图；图14为实施例2的产物的Cu2p的XPS表征图；图15为本专利技术提供的制备方法的原理图；图16为AuNR、JanusAuNRs@Cu2-xS和Cu2-xS纳米片的FDTD模拟图；图17为AuNR、JanusAuNRs@Cu2-xS和Cu2-xS的电场分布以及JanusAuNRs@Cu2-xS沿纵向的电场密度曲线图；图18为JanusAuNRs@Cu2-xS和core@shellAuNRs@Cu2-xS的光热转换效果图；图18-1为不同浓度的JanusAuNRs@Cu2-xS在808nm激光下辐照不同时间的光热成像图；图19为JanusAuNRs@Cu2-xS、core@shellAuNRs@Cu2-xS、AuNRs和纯水的光热剖面图；图20为AuNRs、JanusAuNRs@Cu2-xS和core@shellAuNRs@Cu2-xS的光热剖面图，以及-lnθ与时间的线性关系图；图21为AuNRs、JanusAuNRs@Cu2-xS和core@shellAuNRs@Cu2-xS在6个辐照/冷却循环的温度变化图；图22为JanusAuNRs@Cu2-xS经6个辐照/冷却循环前后的消光光谱图及循环前、后的TEM图；图23为core@shellAuNRs@Cu2-xS经6个辐照/冷却循环前后的消光光谱图及循环前、后的TEM图；图24为AuNRs经6个辐照/冷却循环前后的消光光谱图；图25为AuNRs经6个辐照/冷却循环前、后的TEM图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种janus AuNRs@Cu

【技术特征摘要】
1.一种janusAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将金纳米棒AuNRs、十六烷基三甲基溴化铵CTAB、牛血清白蛋白BSA、铜源于溶剂中混合得到混合液，接着将混合液的pH调节至碱性，接着于70-90℃下进行水热反应以得到janusAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料；其中，所述AuNRs、CTAB、BSA的用量比0.0075nmol：0.72-2.92mg：100-300mg。


2.一种Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将AuNRs、CTAB、BSA、铜源于溶剂中混合得到混合液，接着将混合液的pH调节至碱性，接着于50-60℃下进行水热反应以得到Core@ShellAuNRs@Cu2-xS复合纳米材料；其中，所述AuNRs、CTAB、BSA的用量比为0.0025nmol：25.5-47.4mg：100-300mg。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述AuNRs、铜源的用量比为0.0075nmol：1-2nmol；
和/或，所述AuNRs、溶剂的用量比为0.0075nmol：10-30mL；
优选地，水热反应的时间为5-7h。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述AuNRs、CTAB、BSA的用量比为0.0025nmol：8-12nmol；
和/或，所述AuNRs、溶剂的用量比为0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏云生，王标，汪宜，郭阁，凌云云，朱慧，王鹤，孙金霞，李瑞瑞，凌静，郑云云，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34