[发明专利]一种Au/Ni双元纳米颗粒分子电子学电极阵列的制备方法

说明书

本发明公开了一种Au/Ni双元纳米颗粒分子电子学电极阵列的制备方法，包括制备单分散的Ni纳米颗粒甲苯分散液，制备单分散的Au纳米颗粒甲苯分散液，自组装Au/Ni双元纳米颗粒分子电子学电极阵列。本发明制备出尺寸均匀的Au和Ni纳米颗粒，采用溶剂挥发法使两种颗粒自组装形成均匀大面积的Au/Ni双元纳米颗粒周期性阵列。将该双元纳米颗粒周期性阵列用作分子电子学电极，实现电‑磁双功能分子电子学电极的制备，有望克服现有分子电子学电极功能单一的局限性，具有双功能、大面积、制备简洁等优点。

技术领域

本发明属于分子电子学和纳米材料制备领域，更进一步涉及纳米材料制备领域中的一种Au/Ni双元纳米颗粒自组装分子电子学电极阵列的制备方法。

背景技术

单分散性良好的纳米颗粒可自组装形成二维或三维周期性阵列，因其独特的电学性能和光电性能，在诸如光电器件、生物传感、能量存储、分子识别等领域都有广阔的应用前景，多年来受到了广大科技工作者的青睐。近来热点研究表明：可以将这种周期性排列的纳米颗粒用作分子电子学电极，测量连接颗粒的分子的电学性能，并通过调控纳米颗粒材料、粒径和颗粒间距等参数满足不同种类分子的测试需求。

Liao等(Jianhui Liao et al.Cyclic Conductance Switching in NetworksofRedox-Active Molecular Junctions.Nano Lett.2010,10:759-764)用Au纳米颗粒二维周期性阵列做分子电子学电极，在Au颗粒间插入具有氧化还原活性的二硫醇四硫富瓦烯衍生物分子，检测该分子对氧化还原剂的电学响应。但该文章中只涉及Au电极，对某些功能分子(如磁性原子络合物)的识别与控制存在一定的局限性。

为解决单组分金属纳米颗粒用作分子电子学电极时功能单一的问题，我们将研究思路转向双元纳米颗粒周期性阵列的制备，主要是贵金属-磁性双元纳米颗粒周期性阵列。湖南工业大学申请的发明专利“一种制备Fe₃O₄/Au磁性复合纳米粒子的新方法”(申请号：200710035575.7，公开号：CN 101108423 A)和东华大学申请的发明专利“一种Fe₃O₄/Au复合纳米颗粒的制备方法”(申请号：201310072165.5，公开号：CN 103143043 B)中都给出了Au和磁性纳米颗粒Fe₃O₄的复合纳米颗粒制备方法，该专利中存在的不足之处在于：制备的复合纳米颗粒尺寸不均匀、无法形成高度有序结构，故该复合纳米颗粒不适于用作分子电子学电极。

发明内容

本发明目的旨在克服现有分子电子学电极制备技术方面存在的不足，提供一种易于操作、具有电-磁双功能的大面积Au/Ni双元纳米颗粒周期性阵列的制备方法，可用作分子电子学电极。本发明提出的一种Au/Ni双元纳米颗粒分子电子学电极阵列的制备方法，可用于测量连接颗粒的多功能分子的电学性能，该研究技术目前尚处于新兴起步阶段，具有广阔的应用前景和前沿的研究价值。

技术方案

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)获得单分散的Ni纳米颗粒甲苯分散液；

①将7.8mmol乙酰丙酮镍溶解在86.01mmol油胺和6.24mmol三正辛基膦的混合溶液中。

②将混合样品加热至100℃，以均匀的流速通入氮气，于100℃下保温30min。

③保温过程结束，继续升温至220℃，在该温度下反应2h，在此过程中保持氮气持续稳定的通入。

④停止加热，在氮气气氛下冷却至室温，得到Ni纳米颗粒原液。

⑤将得到的Ni纳米颗粒原液移至离心管，高速离心，得到黑色Ni纳米颗粒沉淀。