[发明专利]一种快速制备硅纳米粒子的方法及硅纳米粒子

说明书

技术领域

本发明涉及硅纳米粒子领域，尤其涉及一种快速制备硅纳米粒子的方法及硅纳米粒子。

背景技术

硅纳米粒子（SiNPs）已广泛应用于电子学、光子学、生物传感器和药物发现等领域。SiNPs应用于不同时领域往往需要不同物理化学性质，如不同的粒径、表面电荷、胶体分散性及表面粗糙度等，而这些性质依赖于SiNPs的尺寸和形态。使用传统的溶胶-凝胶法得到的SiNPs具有较宽尺寸分布，而且可以通过调节反应参数来控制SiNPs的尺寸和形态，另外该方法也非常简单，是合成SiNPs的首选方法。但是传统的溶胶-凝胶法合成SiNPs是存在一些局限：1、该方法需要较长的时间（通常需要约20小时）；2、该方法使用氨水作为催化剂是，由于具有挥发性，在成核时往往不稳定，从而导致合成的SiNPs不太均匀；3、在合成过程中氨水分解释放的氨也可能被吸附到SiNPs表面，从而干扰下一步的处理。4、SiNPs的粒度均一性可能受其它多种因素的影响，所以控制粒度大小仍是一个非常复杂的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种快速制备硅纳米粒子的方法及硅纳米粒子，旨在解决现有技术中无法快速合成粒径均一的硅纳米粒子的问题。

本发明的技术方案如下：

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，包括步骤：

A、向预先配置好的有机醇溶液中添加碱性化合物，生成混合液；

B、向所述混合液中加入硅酸乙酯，搅拌1-120min后，得到反应后液；

C、对所述反应后液进行固液分离，将分离后的固体进行水洗、干燥处理，即得到硅纳米粒子。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述有机醇为乙醇或异丙醇。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述有机醇的水溶液中，有机醇的浓度为50%-100%。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述碱性化合物为固体碱或碱溶液。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述碱性化合物为氢氧化钾或氢氧化钠。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述混合液中碱性化合物浓度为5-200mmol/L。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述硅酸乙酯的浓度为5-300 mmol/L。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述步骤C中，固液分离的离心速率为6000-8000 rmp/min，离心时间为10-15min。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，其中，所述步骤B之后还包括步骤：

向反应后液中加入10-15倍反应后液体积的去离子水。

一种硅纳米粒子，其中，采用上述方法制备而成。

有益效果：本发明通过本发明预先配置有机醇溶液，然后向所述有机醇的水溶液中加入作为催化剂的碱，再加入硅酸乙酯，搅拌反应1~120分钟后将固液分离即得到表面光滑且粒径均一的硅纳米粒子，而且通过控制反应时间可控制所制备的硅纳米粒子的粒径大小，解决了现有技术中无法快速合成粒径均一的硅纳米粒子的问题。

附图说明

图1为本发明所述快速制备硅纳米粒子的方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明实施例2所制备的硅纳米粒子的红外光谱图。

图3为本发明实施例4中搅拌反应时间为30min时所制备的硅纳米粒子的扫描电镜图。

图4为本发明实施例4中搅拌反应时间为45min时所制备的硅纳米粒子的扫描电镜图。

图5为本发明实施例4中搅拌反应时间为60min时所制备的硅纳米粒子的扫描电镜图。

具体实施方式

本发明提供一种快速制备硅纳米粒子的方法及硅纳米粒子，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种快速制备硅纳米粒子的方法，如图1所示，包括步骤：

S1、向预先配置好的有机醇溶液中添加碱性化合物，生成混合液；

S2、向所述混合液中加入硅酸乙酯，搅拌1-120min后，得到反应后液；

S3、对所述反应后液进行固液分离，将分离后的固体进行水洗、干燥处理，即得到硅纳米粒子。