[发明专利]一种磁性金属-金核壳型纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属纳米粒子，尤其是涉及一种磁性金属-金核壳型纳米粒子的制备方法。

背景技术

金属纳米粒子由于其尺寸小，比表面积大，具有常规块体材料无法比拟的优良性能，而被逐渐重视，但其表面活性高，易团聚，在空气中易被氧化，特别是磁性金属(Fe、Co、Ni)纳米粒子在空气中更易被氧化，大大限制了其使用性能和应用范围。若将惰性层包覆磁性金属纳米粒子，形成核壳结构，则可以解决纳米粒子的氧化问题，而且不会对粒子的磁学特性产生明显的影响。因此制备具有核壳结构的磁性金属纳米粒子就显得尤为重要。

金作为一种贵金属，不仅具有特殊的光学和电学性质，而且拥有良好的催化活性和生物分子亲和能力，在光电元器件的研制、催化及化学分析有广泛的应用。利用金纳米粒子可以显著增加光谱信号强度或者改变光谱的特性，可以使其在基于光谱特性变化的传感器中得到应用；金纳米粒子的表面等离子共振光谱可以用于DNA的分析检测，能将生物识别反应转换成一个放大的光学或者电学信号；金的大吸收截面的特性使得金纳米粒子对光的反射很低，而热转化效率很高，从而可以作为光热疗法试剂。此外，金纳米粒子还具有极高的化学活性和催化特性。

如果将金和磁性金属纳米粒子复合起来，形成核壳结构，就可以充分利用双方的优异特性。例如，金包覆磁性金属的核壳型纳米粒子，由于粒子核为磁性金属，因而具有磁控特性，便于操纵和回收分离，而金壳层又很好的保护了磁性金属核不被氧化。同时，金的表面还可修饰特定的有机分子和生物分子，便于实现其生物和医学方面的应用。

关于磁性金属-金核壳型纳米粒子的制备报道并不常见。Xu等(Adv.Mater.2008，20，994-999)采用物理方法(磁控溅射法)制备了金包覆钴的纳米粒子，粒径总体较为均匀，但产量少、成本高、壳层不明显。相对于一般的物理制备法相比，液相法具有成本相对低廉、技术路线相对简单和容易实现放大生产等优点。Lu等(Adv.Mater.2010，22，1407-1411)报道了金包覆钴的核壳纳米粒子的液相法制备，制备出的纳米颗粒分散性较好，但其粒径较大，超过100纳米。Chen等(Chem.Mater.2007，19，3399-3405)在水相条件下制备出了金包覆镍的核壳结构。由水相法制备核壳型磁性金属纳米粒子的好处在于磁性金属盐易被还原，反应温度低，但由于还原速度较快，纳米粒子的尺寸和形貌难以控制，壳层金属易单独成核，包覆率不高。若采用有机液相法则容易制备出尺寸较为均一、结晶好的纳米粒子，但壳层金属的生成控制却是一个难点。目前，也尚有采用有机液相法制备出具有明显核壳结构的金包覆磁性金属的纳米粒子的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的金包覆磁性金属的核壳型纳米粒子制备方法包覆率不高，难以获得明显核壳结构的不足，提供一种可获得具有明显核壳结构、壳层厚度可调的磁性金属-金核壳型纳米粒子的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)将1g氯金酸和1.36g三苯基膦分别溶于50mL和35mL乙醇中，再将产物过滤、清洗、烘干，得金与三苯基膦形成的有机化合物；

2)将磁性金属前驱体化合物与烷基胺混合，得混合液A，再将贵金属盐与有机溶剂A混合，加入混合液A升温反应后，冷却，得磁性金属纳米粒子；

3)将步骤1)所得到的金与三苯基膦形成的有机化合物溶于有机溶剂B中，注入步骤2)所得到的磁性金属纳米粒子，在120～160℃下保温20min～1h，金将被还原出来并包覆在已形成的磁性金属纳米粒子上，得到呈金与磁性金属核壳结构的纳米粒子；

4)将步骤3)所得的呈金与磁性金属核壳结构的纳米粒子清洗，离心分离，干燥，得粉体产物，磁性金属-金核壳型纳米粒子。

在步骤2)中，所述将磁性金属前驱体化合物与烷基胺混合可在惰性气体的保护下将磁性金属前驱体化合物与烷基胺混合；所述磁性金属前驱体化合物可选自铁、钴、镍的乙酰丙酮化合物或乙酸盐中的至少一种；所述烷基胺可选自油胺、十二胺、十六胺等中的一种；所述贵金属盐可选自氯金酸或硝酸银等；所述有机溶剂A可选自苯甲醚、乙醇、甲苯等中的一种；所述加入混合液A升温反应的条件，可在50～90℃通氩气搅拌5～30min，再升温至175～250℃，保温15min～1h后再冷却；所述冷却的温度可冷却至120～160℃；所述磁性金属前驱体化合物、烷基胺、贵金属盐、有机溶剂A的配比可为磁性金属前驱体化合物：0.1～1mmol；烷基胺：4～20mL；贵金属盐：0.005～0.05mmol；有机溶剂A：0.5～3mL。