[发明专利]一种不同形貌金纳米双锥-金银纳米复合材料及其制备方法

说明书

一种具有不同形貌的金双锥‑金银纳米复合材料及其制备方法，属于材料化学技术领域。本发明采用在金纳米双锥表面生长银壳层，之后通过氧化还原反应将表面的银壳层变成金银复合结构，通过调控所加入的氯金酸的量进而得到五种不同形貌的金纳米双锥‑金银纳米复合材料。本发明通过透射电子显微镜证明了制得的纳米结构具有良好的分散性和均一性，并通过紫外吸收光谱证明了其等离子共振峰的变化。

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体涉及一种不同形貌金纳米双锥-金银纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

贵金属纳米材料（金，银）由于其高比表面，形貌可控和表面结合位点多等特性吸引了众多研究。近年来，对于金属纳米颗粒尺寸，形状和组成的可控制备的研究成为热点，同时也为其表面等离子体性能的研究提供了更多的路线和广泛的应用，包括光电催化，纳米生物传感器，肿瘤生物成像和医学的诊断治疗。湿化学合成法由于其成本低，规模大，被广泛应用于贵金属纳米粒子的制备。

除了金纳米棒之外，金纳米双锥作为另一种的可调节的纵向等离子共振峰的金纳米晶体，而且与金纳米棒相比，具有更好的化学稳定性和优异的折射率灵敏度(RIS)和品质因子(FOM)。本发明是通过得到金纳米双锥-金银复合结构得到形貌和可调控的等离子共振峰，首先通过合成银包金纳米双锥纳米结构，之后由于Au³⁺/Au的氧化还原电位高于Ag⁺/Ag，银纳米结构被氧化成银离子，而Au³⁺离子被还原为Au。这种氧化还原反应导致形成金纳米双锥-金银纳米复合结构。并通过透射电子显微镜表征了所制备的各种形貌具有良好的均一性和紫外光谱仪记录了等离子共振峰的变化。

发明内容

本发明为满足金纳米双锥的可控形貌和等离子共振峰调节，在金纳米双锥的基础上特别设计了一种可调控的等离子共振峰并具有可调节的三种形貌的金纳米双锥-金银纳米复合结构，为金纳米双锥的在生物传感和治疗方向提供了更多的可能性。

本发明所述的具有不同形貌的金纳米双锥-金银纳米复合材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）金纳米双锥的制备

金纳米双锥纳米结构的制备参考文献Adv. Optical Mater. 2015, 3, 801–812中的方法得到。将制备得到的金纳米双锥溶液离心，弃除上清，将沉淀重新溶解于10mL0.005~0.1mol/L CTAB溶液中保存。

（2）银包金纳米双锥纳米核壳结构的制备

加入2~3倍的水对保存在CTAB溶液中的金纳米双锥稀释得到浓度为2×10^-5~3×10^-5mol/L金纳米双锥溶液，稀释后的金纳米双锥溶液OD值在1.5-1.75之间，以确保金纳米双锥在之后的反应中分散良好，且反应完全。取1mL溶液，离心，将沉淀重新溶解于1mL0.005~0.1mol/L CTAB溶液（CTAB溶液仅作为反应溶剂使用）中，向其中加入14μL 0.01mol/L AgNO₃，14μL 0.01mol/L AA（抗坏血酸溶液）和2μL 1mol/L氢氧化钠溶液，室温震荡20~40分钟，得到含有银包金纳米双锥纳米结构的溶液。

（3）不同形貌金纳米双锥-金银纳米复合结构的制备

将（2）中制备成功的金纳米双锥包银纳米结构离心，然后弃除上清，将沉淀分布于0.5mL 0.005mol/L CTAB溶液中。然后向溶液中依次加入4μL 0.01mol/L HAuCl₄和与HAuCl₄等体积的0.1 mol/L AA溶液，即可得到金纳米双锥-金银复合纳米材料。通过改变HAuCl₄的添加量，即8μL，12μL，16μL和24μL，AA溶液所加的体积与HAuCl₄溶液始终一致，可得到其他形貌的金纳米双锥-金银纳米复合结构。