[发明专利]一种锌铜合金纳米簇的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域。

背景技术

近年来，性质介于分子和纳米粒子之间的金属纳米簇因为其独特的光学性质和电子学性质而受到了广泛的关注和研究。金属纳米簇的粒径一般小于2nm，原子个数一般低于100个。金属材料的尺寸很大程度地影响着金属材料的性质变化，当金属纳米粒子的尺寸减小到接近电子的费米波长时，电子的运动受到限制，连续的能级结构变成与分子类似的不连续的电子能级结构，由此使得金属纳米簇产生独特的光学性质和电子学性质。在这个尺寸范围内，因为分离的能级结构，金属纳米簇不具有金属纳米粒子表面等离子体共振吸收的特性；另一方面，其与光的相互作用可以通过电子在能级间的跃迁实现，因而，金属纳米簇可以发射出荧光，且该荧光具有较强的尺寸依赖性。因此，金属纳米簇被认为是连接金属原子与纳米颗粒的桥梁。

目前研究较为广泛的主要是金、银等贵金属纳米簇。相比于有机荧光染料、半导体量子点、聚合物纳米颗粒等荧光纳米探针，贵金属纳米簇作为一种新型的荧光探针具有诸多优点，如光稳定性好、具有超细尺寸，具有低毒性等。而除了优越的荧光性能，关于贵金属纳米团簇更多的结构特性也被相继研究和报道，特别是光学，催化，电、磁特性等相关的特性，金属独特的物理化学性质与纳米材料特殊性能的有机结合使得金属纳米簇在化学催化、能源、电子及生物传感等方面有着十分广阔的应用前景。而锌、铜纳米簇的研究比较稀少，因为锌、铜本身性质不稳定导致很难合成性质稳定且荧光性能良好的锌、铜纳米簇。

发明内容

本发明旨在提供一种锌铜合金纳米簇的制备方法。本发明的技术方案如下：

首先取一定量的硝酸锌溶液和硫酸铜溶液加入到牛血清蛋白溶液中，室温下搅拌混合均匀。其中硝酸锌的浓度范围为2.0～4.0mmol/L；硫酸铜溶液的浓度为2.0～4.0mmol/L；牛血清蛋白的浓度为15～30mg/mL。且硝酸锌溶液、硫酸铜溶液和牛血清蛋白溶液的体积比为1：1：10。然后向所得混合溶液中加入氢氧化钠溶液调节pH至11～12，将混合溶液在加热水浴55℃条件下搅拌反应一8小时后得到锌铜合金簇。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明的技术方案，下面通过实施例子对本发明作进一步详细说明。需要说明的是，以下是发明人给出的具体实施例子，但本发明不限于这些实施例。

实施例1：

取0.5mL浓度为2.0mmol/L的硝酸锌溶液和0.5mL浓度为4.0mmol/L的硫酸铜溶液加入浓度为15mg/mL的5mL牛血清蛋白溶液中，室温下搅拌5min混合均匀后加入氢氧化钠溶液调节混合溶液pH至12，溶液颜色由淡蓝色变为浅紫色，最后将混合溶液在55℃条件下反应8小时后得到浅棕色溶液即为锌铜合金簇。其荧光激发光谱和发射光谱如图1所示。

实施例2：

取0.5mL浓度为2.0mmol/L的硝酸锌溶液和0.5mL浓度为4.0mmol/L的硫酸铜溶液加入浓度为22.5mg/mL的5mL牛血清蛋白溶液中，室温下搅拌5min混合均匀后加入氢氧化钠溶液调节混合溶液pH至12，溶液颜色由淡蓝色变为浅紫色，最后将混合溶液在55℃条件下反应8小时后得到浅棕色溶液即为锌铜合金簇。其荧光激发光谱和发射光谱如图2所示。

实施例3：

取0.5mL浓度为2.0mmol/L的硝酸锌溶液和0.5mL浓度为6.0mmol/L的硫酸铜溶液加入浓度为22.5mg/mL的5mL牛血清蛋白溶液中，室温下搅拌5min混合均匀后加入氢氧化钠溶液调节混合溶液pH至12，溶液颜色由淡蓝色变为浅紫色，最后将混合溶液在55℃条件下反应8小时后得到浅棕色溶液即为锌铜合金簇。其荧光激发光谱和发射光谱如图3所示。

实施例4：

取0.5mL浓度为4.0mmol/L的硝酸锌溶液和0.5mL浓度为4.0mmol/L的硫酸铜溶液加入浓度为30mg/mL的5mL牛血清蛋白溶液中，室温下搅拌5min混合均匀后加入氢氧化钠溶液调节混合溶液pH至12，溶液颜色由淡蓝色变为浅紫色，最后将混合溶液在55℃条件下反应8小时后得到浅棕色溶液即为锌铜合金簇。其荧光激发光谱和发射光谱如图4所示。

附图说明

图1为按实施例1.方法合成的锌铜合金纳米簇的荧光激发光谱和发射光谱。

图2为按实施例2.方法合成的锌铜合金纳米簇的荧光激发光谱和发射光谱。

图3为按实施例3.方法合成的锌铜合金纳米簇的荧光激发光谱和发射光谱。

图4为按实施例4.方法合成的锌铜合金纳米簇的荧光激发光谱和发射光谱。