[发明专利]基于聚酰胺胺超分子超支化聚合物制备金纳米粒子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于聚酰胺胺超分子超支化聚合物制备金纳米粒子的方法，属于纳米复合材料领域。

背景技术

金纳米粒子有着“绿色纳米技术中的关键元素”之称，由于其具有良好的稳定性、小尺寸效应、表面效应、光学效应以及独特的生物亲和性，在生物医药、传感器、催化等领域有着非常广泛的应用前景。近年来，聚合物稳定金纳米粒子引起了研究者们的兴趣。该方法是将金离子首先和某种特定的聚合物络合，然后利用外加还原剂(如硼氢化钠、柠檬酸钠、葡萄糖等)或聚合物自身的还原性原位还原得到聚合物稳定的金纳米粒子。

然而单一线性聚合物容易发生链缠结，对金纳米粒子的稳定作用较弱，还原出的金纳米粒子容易发生聚集沉淀。树状聚合物对金纳米粒子的稳定化作用也不尽人意，还原效率较低，往往导致金属纳米粒子的聚集结块。此外传统聚合物大都采用繁琐的多步合成和改性，缺乏简单有效的手段来调控聚合物结构及表面理化性质。

超分子化学是研究两种及两种以上的化学物种通过分子间相互作用结合在一起而形成的具有特定结构和功能的超分子体系的化学。超分子聚合物是指借助分子间的非共价键自组装形成的一类动态超分子聚集体。相比于传统的高分子合成方法，自组装超分子聚合物为复杂构筑高分子的制备提供了一条便捷的途径。

发明内容

针对现有技术中制备纳米金粒子的方法存在过程复杂、反应条件难以控制，并且制得的纳米粒子不稳定、易团聚等缺陷，本发明的目的是在于提供一种以聚酰胺胺超分子超支化聚合物同时作为还原剂和稳定剂，在温和的反应条件下制备分散性和稳定性好、粒径分布均匀，且对对硝基苯胺的还原具有很好催化活性的金纳米粒子的方法；该方法通过控制反应条件，能够有效调控金纳米粒子的粒径大小，且操作简单可行。

本发明提供了一种基于聚酰胺胺超分子超支化聚合物制备金纳米粒子的方法，该方法是将HAuCl₄水溶液缓慢滴加到聚酰胺胺超分子超支化聚合物的水溶液中，在避光、温度为20～60℃的条件下搅拌反应0.25～5天，即得含金纳米粒子的分散液。

本发明的基于聚酰胺胺超分子超支化聚合物制备金纳米粒子的方法还包括以下优选方案：

优选的方案中聚酰胺胺超分子超支化聚合物由接枝有环糊精基团的超支化聚酰胺胺和金刚烷修饰的亲水性线型聚合物通过环糊精和金刚烷的主客体识别作用在水溶液中自组装得到。

优选的方案中超支化聚酰胺胺支化度为15％～40％，分子量为5000～50000。

优选的方案中金刚烷修饰的亲水性线型聚合物分子量为750～100000。

优选的方案中亲水性线型聚合物为聚乙二醇、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚甲基丙烯酸羟乙酯或聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯。

优选的方案中接枝有环糊精基团的超支化聚酰胺胺和金刚烷修饰的亲水性线型聚合物质量比为0.5:1～5:1。

优选的方案中搅拌反应温度为25～35℃。

优选的方案中搅拌反应时间为3～5天。

优选的方案中通过调节HAuCl₄与聚酰胺胺超分子超支化聚合物的摩尔比，和/或通过在反应液中添加甲醇调节剂，和/或通过调节反应液的pH值，来控制反应产物金纳米粒子的粒径大小。

优选的方案中通过调节聚酰胺胺超分子超支化聚合物与HAuCl₄中N/Au的摩尔比在1:0.1～16:0.1之间；和/或在反应液中加入体积0％～70％的甲醇，和/或者调节pH值在5～10之间，可控制金纳米粒子的粒径在3～50nm之间。

本发明方法可以根据对金纳米粒子粒径的需要，通过调节N/Au比(聚合物与氯金酸的摩尔比)、加入CH₃OH的量或反应液的pH值，可控制制得的金纳米粒子的粒径在适当大小，实现金纳米粒子的可控。