[发明专利]一种在基底表面双向可控自组装不同电荷金属纳米粒子的方法

说明书

本发明涉及一种在基底表面双向可控自组装不同电荷金属纳米粒子的方法，它包括以下步骤：（a）将基底放入Piranha溶液中进行表面羟基化处理，洗净后浸入3‑氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水的混合溶液中进行表面正电荷官能团修饰得第一修饰基底；所述混合溶液中3‑氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水的体积比为1：50~150：0.5~5；（b）将所述第一修饰基底浸入丁二酸酐丙酮溶液中进行反应得第二修饰基底；（c）将所述第二修饰基底浸入不同表面电荷性质的金属纳米粒子溶液中进行自组装，取出、清洗、吹干即可。从而实现了不同电荷金属纳米粒子的自组装，该过程双向且可控。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及一种自组装方法，具体涉及一种在基底表面双向可控自组装不同电荷金属纳米粒子的方法。

背景技术

近些年，纳米光学的出现和不端发展，飞速地带动了人们对金属纳米结构的研究和兴趣。金属纳米结构拥有着独特的集体电子振荡行为，这一独特的集体电子振荡行为就是人们常称作的金属纳米结构表面等离子体共振（surface plasmon resonance，SPR）。金属纳米结构的等离子体共振性质与金属纳米结构的具体结构有着密切的联系，其中就包括金属纳米粒子的尺寸大小、金属纳米粒子的形貌及其金属纳米粒子之间的间距等。除了金属纳米粒子本身性质的变化对金属纳米结构的等离子体共振性质带来改变以外，金属纳米结构所处的外界环境的变化同样会引起SPR共振性质的巨大变化，例如介电环境的改变就会很大程度地导致金属结构的SPR共振峰位蓝移或者红移。

为了更为清楚地研究金属纳米结构的SPR共振效应，人们不端地制备出了各种新颖的金属纳米结构，从零维，二维，三维，甚至更多维度变化的金属纳米结构；而发展一种快速高效低廉的制备方法在基底表面构筑大面积二维间距可调的金属纳米结构仍然是人们面临的一大挑战。而且，现有的带电基底表面往往只带一种电荷，例如分别带正电荷的基底表面或者带负电荷的基底表面，然后与相应的金属纳米粒子进行自组装，难以满足实际应用中的日益变化需要。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种在基底表面双向可控自组装不同电荷金属纳米粒子的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种在基底表面双向可控自组装不同电荷金属纳米粒子的方法，它包括以下步骤：

（a）将基底放入Piranha溶液中进行表面羟基化处理，洗净后浸入3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水的混合溶液中进行表面正电荷官能团修饰得第一修饰基底；所述混合溶液中3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和水的体积比为1：50~150：0.5~5；

（b）将所述第一修饰基底浸入丁二酸酐丙酮溶液中进行反应得第二修饰基底；

（c）将所述第二修饰基底浸入不同表面电荷性质的金属纳米粒子溶液中进行自组装，取出、清洗、吹干即可。

优化地，步骤（b）中，通过调节所述第一修饰基底浸入丁二酸酐丙酮溶液中的时间获得不同表面属性的第二修饰基底。

优化地，所述丁二酸酐的丙酮溶液的浓度为0.05~0.5 mol/L。

优化地，所述金属纳米粒子为金纳米粒子，其粒径为10~50 nm、浓度为0.05~0.5mg/ml。

进一步地，所述金纳米粒子的表面带正电荷或负电荷。

更进一步地，带负电荷的金纳米粒子通过以下步骤制得：向反应容器中加入去离子水和HAuCl₄，在不断搅拌的条件下加热至溶液沸腾，注入柠檬酸钠使溶液从浅黄色变为无色，再变为深紫色，直至其变成清澈透明的酒红色，停止加热并冷却至室温即可。