[发明专利]一种制备形貌和尺寸可控的有机多面体微纳晶体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及零维有机多面体晶体的制备方法，具体而言，涉及一种可控制备有机多面体微纳晶体的方法。

背景技术

近年来，随着纳米科技的蓬勃发展，人们对低维材料体系的认识逐渐深入，在纳米尺度下对材料性质操控的手段更加丰富、灵活和多样。纳米材料所具有的崭新特性都强烈依赖于纳米尺度下两个关键几何参数：尺寸和形貌。早期的研究大部分都集中在纳米材料的尺寸效应上，然而近期的研究发现，纳米晶体的形貌同样在决定材料性质方面起到很重要的作用，不同表面形貌与对称结构的纳米晶体在性能上的差别明显。

零维无机纳米多面体的形貌控制与性质表征是近年的研究热点，多种外形具备不同对称性的无机纳米晶体如纳米立方体、八面体、十二面体等都被制备出来，其性质的差异也得到深入研究。已有研究证明，通过控制晶体成核以及生长条件获得的具有不同对称性的外形的多面体纳米晶体，在催化、传感以及光学等性质方面都存在非常显著的差异。在零维无机纳米多面体的研究中，由华裔科学家领导的多个研究小组处于领导地位，包括杨培东（P. D. Yang）和王仲林（Z. L. Wang)在内的多个研究小组，都对贵金属零维多面体的形貌控制进行了实验和理论上的深入研究，并取得了一系列非常有意义的结果。Yang等人利用改良的醇还原法，得到了规整的单分散银纳米多面体如纳米立方体、纳米八面体以及处于二者之间的多面体 [Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4597]。接着进一步对单个纳米多面体以及自由分散的多个多面体，进行了局部表面等离子共振散射现象研究，发现不同形貌的多面体由于表面晶面的不同显示出不同颜色的散射光。Wang等人用透射电镜技术对所得到的外形具有不同对称性的多面体纳米晶进行了表征，对多面体的形貌控制的本质作出了解释 [J. Phys. Chem. B 2000, 204, 1153.]。最近，Wang小组在Science上报道了通过电化学处理的方法可以得到表面被24个很不常见的高指数面，如(730)、(210)、(520)等覆盖的Pt纳米多面体颗粒 [Science 2007, 316, 732.]。进一步催化实验证明，这种多面体的催化能力要比普通低指数面的纳米多面体有很大程度提高。这种异常高指数面覆盖的多面体的发现给金属纳米颗粒的催化应用方面带来了重大的突破。对多面体纳米晶体的研究，尤其是表面晶面可控的纳米多面体晶体，具有很重要的研究价值和实用意义。

与无机材料相比，有机小分子材料在化合物可设计性及功能团易裁剪性方面具有非常明显的优势，此外还具有柔韧性好、材料重量轻、制造成本低、加工性能好、便于大面积制造等一系列优点。然而由于有机分子的纷繁复杂的多样性，个体差异突出、体系复杂、结构表征困难，通常适合于某一类化合物的合成与表征方法不一定适用于另一类化合物，给有机纳米晶的制备和分析带来很大困难，造成有机纳米晶体发展相对滞后与于无机纳米晶体。直至日本的Nakanishi小组开辟了对有机纳米材料的研究 [Jpn. J. Appl. Phys. 1996, 35, L221.]，有机纳米材料才逐渐受到国际范围内的重视与关注。和无机纳米晶体类似，尺寸与形貌控制研究也是当前有机纳米材料领域的研究热点与重点。但有关零维有机多面体纳米晶体的研究却仍处于初始阶段，特别是对有机多面体纳米晶体的形貌控制以及相应性质的研究方面基本属于空白，仍有待开拓。

发明内容

本发明目的是提供一种工艺简单、成本低廉，且产品的形貌及尺寸可控性好的有机多面体微纳晶体的制备方法。

本发明所提供的制备形貌与尺寸控制的有机多面体微纳晶体的方法，其特征在于步骤如下：

1、将目标有机化合物溶于良溶剂中形成有机化合物溶液，溶液中有机化合物的浓度为1×10^-4～5×10^-3 mol/L；所述的有机化合物为2,5,8,11-四叔丁基苝；所述的良溶剂为四氢呋喃；

2、将表面活性剂溶于不良溶剂中，在搅拌条件下，向其中加入有机化合物溶液，得到含有有机化合物晶核的混合溶液；所述的表面活性剂为三嵌段聚合物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯，分子结构式为：                                                  ；

3、将含有有机化合物晶核的混合溶液静置、陈化生长后，得到单晶有机多面体微纳晶体。

所述的表面活性剂在不良溶剂中的浓度为1.0～8.3 g/L。

所述的良溶剂与不良溶剂的体积比为1：100～1：1。