[发明专利]一种Au@Cu2-xSe笼状核壳纳米结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种Au@Cu_2‑xSe笼状核壳纳米结构的制备方法，包括：1、柠檬酸钠还原氯金酸得到球形金纳米颗粒；2、以球形金纳米颗粒为模板，抗坏血酸还原铜盐得到金/氧化亚铜纳米核壳结构；3、强碱环境下硼氢化钾还原硒粉得到硒源，所得硒源与金/氧化亚铜核壳纳米颗粒混合反应；4、离心洗涤处理，真空干燥处理，最终得到金/硒化铜笼状核壳纳米结构。该方法容易操作，重复性好，产量高，所制备的产物稳定性好。

技术领域

本发明涉及的是一种核壳纳米复合材料技术领域的制备方法,具体是一种金/硒化铜笼状核壳纳米结构的制备方法。

背景技术

金属/半导体异质结纳米材料由于其在基础科研中的重要性及在科技中巨大的潜在应用前景而受到特别的关注和重视。金属/半导体异质结纳米晶不仅能保持金属和半导体纳米材料独特的性质，而且由于金属与半导体的相互耦合作用还可以产生新的性质。因为金属/半导体异质结构的存在可以有效地控制电子、空穴和各种激子的传输，从而使其具有新颖的电学性质、光学性质、界面性质、热电特性和荧光性质。如金属和半导体界面存在的肖特基势垒可以有效地阻止电子和空穴的复合，从而明显的增强半导体材料的光催化效率，另外可以扩展光吸收波长的范围，因此可更有效地利用太阳能。

到目前为止，科学家们可以制备出具有不同结构、尺寸和形貌的金属或者半导体纳米材料，也有少数科学家成功的制备了金属/半导体复合纳米材料。然而，合成具有金属/半导体异质结构的纳米材料仍然具有很大的挑战性。目前，多种方法可以制备金属/半导体异质结纳米材料，例如，化学气相沉积法、热蒸发沉积法、基底法、模板法、自组装法、液相法等。

近年来，核/壳型金属/半导体异质结纳米材料的合成取得了很大的进展，如科学家通过湿化学方法成功的制备了Au@PbS [Jongsoo Lee, Elena V. Shevchenko andDmitri V. Talapin, Au-PbS core-shell nanocrystals: Plasmonic absorptionenhancement and electrical doping via intra-particle charge transfer. J. Am.Chem. Soc. 2008, 130, 9673–9675.]、Au@ZnS [Weita Chen, Yinkai Lin, TingtingYang, Yingchih Pu and Yungjung Hsu, Au/ZnS core/shell nanocrystals as anefficient anode photocatalyst in direct methanol fuel cells. Chem Commun.2013, 49, 8486-8488.]、Au@CdS [Tingting Yang, Weita Chen, Yungjung Hsu,Kunghwa Wei, Taiyuan Lin, and Taiwei Lin, Interfacial charge carrier dynamicsin core-shell Au-CdS nanocrystals. J. Phys. Chem. C. 2010, 114, 11414–11420.]、Au@TiO₂ [Jiang Du, Jian Qi, Dan Wang and Zhiyong Tang, Facilesynthesis of Au@TiO2 core–shell hollow spheres for dye-sensitized solar cellswith remarkably improved efficiency. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6914–6918.] 和Au@Cu₂O [Li Zhang, Douglas A. Blom and Hui Wang, Au-Cu₂O core-shellnanoparticles: A hybrid metal-semiconductor heteronanostructure withgeometrically tunable optical properties. Chem. Mater. 2011, 23, 4587-459.]等核/壳型异质结纳米材料。而据我们所知，有关金/硒化铜异质结构的合成及其相关应用至今只有一篇文章报道 [Xin Liu, Changho Lee, Wingcheung Law, Au−Cu_2−xSeheterodimer nanoparticles with broad localized surface plasmon resonance ascontrast agents for deep tissue imaging. Nano Lett. 2013, 13, 4333-4339.]。该文章采用的方法是种子生长法，得到了一种Au-Cu_2-xSe纳米二聚体，而我们采用模板牺牲法制备了一种Au@Cu_2-xSe笼状核壳结构。