[发明专利]一种核壳结构Cu@Ag纳米粒子的制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构Cu@Ag纳米粒子的制备方法，以三羟甲基丙烷和二异氰酸酯作为原料制备超支化聚酯，将超支化聚酯与含有巯基的羧酸进行酯化反应获得末端含有巯基的超支化聚合物，将末端含有巯基的超支化聚合物与还原剂加入水中混合后获得混合溶液一，向混合溶液一种滴加铜盐，并调节pH，进行反应，反应后获得表面含有巯基的铜纳米粒子，再将表面含有巯基的铜纳米粒子与还原剂加入水中混合后获得混合溶液二，向混合溶液一种滴加银盐，并调节pH，进行反应，反应后即可获得具有核壳结构的Cu@Ag纳米粒子。该方法采用新的超支化聚合物，该超支化聚合物既能够作为模板剂和分散剂，还能够使得核壳结构Cu@Ag纳米粒子更加稳定。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种核壳结构Cu@Ag纳米粒子的制备方法。

背景技术

核壳结构纳米粒子由于具有特殊的光、电、磁等性质，成为人们研究的热点。很多具有核壳结构的纳米粒子，像Au@SiO₂、Ag@TiO₂、Fe₃O₄@SiO₂等已被成功合成出来，这些核壳结构的纳米粒子被广泛的应用于医药、生物、催化、电化学等众多领域。其中Cu@Ag 纳米粒子因具有优异的导电性能，受到人们的广泛关注。超支化聚合物是最近几十年发展起来的一类新型高分子材料。它具有高度支化的结构、大量的末端官能团、分子间具有较少的链缠结、分子内具有大量的孔洞等结构特点。因此具有粘度低、溶解性好、不易结晶、易成膜等性能优点。超支化聚合物在纳米材料、生物材料、光电材料、超分子材料等领域得到广泛的应用。

近些年来，有人将超支化聚合物应用于纳米粒子的合成，取得的效果较差。例如有人研究了一种利用末端带有甲氧羰基的超支化聚(胺-酯)为模板制备银纳米粒子的方法。这种方法只是将超支化聚合物作为模板，并且反应后期模板剂要去掉，且合成的仅是单一的金属纳米粒子，该合成方法仅能获得具有特定序列的金属纳米粒子，无法获得具有核壳结构的进行纳米粒子。

有人研究了一种利用超支化聚酯制备Cu-Ag@Ag的方法。这种方法虽然制备了核壳结构的金属纳米粒子，但是超支化聚合物只是起到了一种模板剂的作用，使得形成的核壳结构稳定性较差，尤其在分离提纯时，由于结构不稳定，容易使形成的核壳结构损坏，从而降低核壳结构的金属纳米粒子的收率，同时其结构不稳定也不利于该金属纳米结构的后续利用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种核壳结构Cu@Ag纳米粒子的制备方法，该方法采用新的超支化聚合物，该超支化聚合物既能够作为模板剂和分散剂，还能够使得核壳结构Cu@Ag纳米粒子更加稳定。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种核壳结构Cu@Ag纳米粒子的制备方法，以三羟甲基丙烷和二异氰酸酯作为原料制备超支化聚酯，将所述超支化聚酯与含有巯基的羧酸进行酯化反应获得末端含有巯基的超支化聚合物，将末端含有巯基的超支化聚合物与还原剂一加入水中混合后获得混合溶液一，向混合溶液一中 滴加铜盐，并调节pH为4～5，进行反应，反应后获得表面含有巯基的铜纳米粒子，再将表面含有巯基的铜纳米粒子与还原剂二加入水中混合后获得混合溶液二，向混合溶液二中滴加银盐，并调节pH为4～5，进行反应，反应后即可获得具有核壳结构的Cu@Ag 纳米粒子。

本发明将三羟甲基丙烷和二异氰酸酯作为原料，使得制备的超支化聚酯的末端含有大量的羟基基团，利用羟基基团与含有巯基的羧酸进行酯化反应，能够使羟基基团转化成巯基基团，从而获得末端含有巯基的超支化聚合物，以该超支化聚合物作为模板，能够将反应后获得的铜镶嵌在该超支化聚合物的孔洞中，从而使获得的铜纳米粒子表面含有大量的巯基，最后通过反应将银附着在铜纳米粒子表面，由于铜纳米粒子表面含有大量的巯基基团，巯基基团能够与银形成配位键，增加了银附着在铜表面的强度，从而增加了使得核壳结构Cu@Ag纳米粒子更加稳定。