[发明专利]原位界面转化制备金银合金二维有序纳米薄膜及其方法

说明书

本发明涉及原位界面转化制备金银合金二维有序纳米薄膜及其方法，通过两步转化法：以单层聚苯乙烯球自组装膜为模板，通过气体缓释法制备厚度可控的聚苯乙烯‑银纳米网薄膜，再转移至氯金酸与磷酸氢二钠溶液的液面上，通过原位置换反应得到金银合金二维有序纳米薄膜，最后浸泡去除聚苯乙烯模板即可。本发明涉及的合成方法具有简捷、快速、温和、低能耗的优势，符合绿色化学的要求，制备得到的金银合金二维有序纳米网薄膜中最小组成单元为空心金银合金纳米粒子，薄膜具有比表面积大、渗透性好、密度低等优点，可以负载在不同类型的基底上，具有方便回收、易于进行产品放大的优势，可以广泛应用在光电催化、生物传感、生物载药等领域。

技术领域

本发明涉及一种结构可控的贵金属合金薄膜的制备方法，尤其是涉及一种原位界面转化制备金银合金二维有序纳米薄膜的方法。

背景技术

以金银纳米粒子为代表的贵金属粒子由于其独特的光电性质，在目前纳米研究领域有着潜在的应用。首先，纳米尺度的金银纳米粒子，由于其独特的小尺寸效应及表面等离子共振效应，使得材料的吸光范围显著红移“A General Method for the RapidSynthesis of Hollow Metallic or Bimetallic Nanoelectrocatalysts withUrchinlike Morphology”[Guo,S.J.；Dong,S.J..Eur.J.,2008,14,4689.]。其应用在催化领域的材料构建中作为辅助催化剂，通过提高体系的吸光范围来改善材料的光催化性能。其次，基于金银纳米粒子的高比表面积、高活性、特异性识别、巨磁阻效应等特性，其表面可以进行灵活修饰并将其应用在SERS与生物传感方面“Solution-Phase Synthesis of Sub-10nm Au-Ag Alloy Nanoparticles”[Mallin,M.P.；Murphy,C.J.；Nano Letters,2002,2,1235.]。合金类纳米材料具有单一纳米材料所不具有的独特性能，目前对金银合金类材料的结构调控主要是对其进行尺寸、形貌、孔隙度的调控“Thermal Annealing of ColloidalMonolayer at the Air/water Interface:a Facile Approach to TransferrableColloidal Masks with Tunable Interstice Size for Nanosphere Lithography”[Geng,C.；Zheng,L.；Yu,J..J.Mater.Chem.,2012,22,22678]。金银合金二维空心纳米网结构较为少见。

中国专利CN101695756A公开了在聚电解质多层膜中制备金银合金纳米粒子的方法。首先通过层接层自组装得到含支化的聚乙烯亚胺或线性的聚乙烯亚胺,和聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的多层膜,依次浸泡在氯金酸和硝酸银的水溶液中,然后把吸附有金和银离子的多层膜置于烘箱中加热还原,即得到金银合金纳米粒子。该方法操作简便,可用于在多层膜中直接制备含不同金银比例的合金纳米粒子。但是由该专利制备的金银合金纳米粒子，其单分散粒子易于团聚使得有效成份的利用率低，对环境的依赖性比较大，而且不利于回收重复使用；同时，金银合金纳米粒子为实心结构，其比表面积与粒径息息相关，如何制备粒径均一的结构使得粒子的比表面与渗透性具有最优化是不小的挑战。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种比表面积大、渗透性好、密度低等优点的原位界面转化制备金银合金二维有序纳米薄膜及其方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

原位界面转化制备金银合金二维有序纳米薄膜的方法，在室温下进行反应，采用以下步骤：

(1)取保干器作为反应容器，其上层平放盛有硝酸银溶液的培养皿，在界面滴加聚苯乙烯球的乙醇-水混合溶液，10-15分钟以后单层聚苯乙烯球自组装膜组装完毕；在下层放置研细的二甲胺基甲硼烷粉末以及硝酸水溶液，反应约4-35h得到致密的银-聚苯乙烯球二维有序纳米网薄膜；