[发明专利]一种金纳米棒自组装体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种金纳米棒自组装体及其制备方法和应用，所述金纳米棒自组装体的制备方法包括向金纳米棒溶液中加入乙二胺四乙酸溶液和氢氧化钠溶液，搅拌20‑40s。本发明通过向金纳米棒溶液中加入乙二胺四乙酸溶液和氢氧化钠溶液并搅拌，从而制备得到金纳米棒自组装体，该方法将修饰与组装一步完成，仅需20‑40s，简单快速，并且可以通过调节乙二胺四乙酸溶液和氢氧化钠溶液的加入量，获得肩并肩和尾对尾两种模式的金纳米棒自组装体，产品性质稳定且应用前景广泛，特别是可制得各种不同热电子寿命的金纳米棒组装体，通过改变组装结构来调制热电子的寿命，从而优化超快光学开关的性质。

技术领域

本发明涉及材料化学与光学材料技术领域，尤其涉及一种金纳米棒自组装体及其制备方法和应用。

背景技术

等离激元诱导的热电子由于其独特的电学、光学和光热特性，广泛应用于分子成像，光热治疗，光开关和光电器件等方面。由于热电子的潜在应用，有关等离激元纳米粒子的研究已经变得越来越广泛，特别是金纳米棒的研究。金纳米棒是一种具有各向异性的特殊纳米材料，它是一种尺寸在几纳米到几百纳米可调的胶囊状金纳米颗粒，其具有独特的表面等离子体共振性、良好的稳定性和生物相容性，具有广泛的应用前景。一方面，研究热电子寿命对于优化不同时间尺度的催化反应有很重要的指导意义，因为这些产生的具有较高能级的热电子除了去参与催化反应，同时还会不可避免的在金属内部与声子相互作用(皮秒尺度)，从而很快的将其能量丧失导致了其非常低的利用效率。对于化学键断键速度较快的反应如氧分子活化反应(飞秒尺度)，O-O键断裂速度远远快于电子声子耗散，热电子来不及参与电声耗散而直接参与反应，因此对于这类反应增加热电子的产生数量是优化反应效率的关键；而对于断键速率较慢的反应如C-H+C-I偶联，在时间尺度与电声耗散相当，这也就意味着这类反应将严重制约于其自身的电声耗散过程，即金属本身的热电子寿命。因此，对于该种反应，控制热电子寿命是优化反应效率的关键。另一方面，在超快光学信息传输领域，超快开关的速度是一个非常关键的指标，热电子的产生可以导致金属纳米结构光学系数的变化，因此通常来说热电子寿命越短，开关速度越快。

CN106882764A公开了一种基于主客体作用的水相金纳米棒组装体的制备方法，其中是基于主客体作用，通过有机分子对无机金纳米棒适当修饰形成金纳米棒杂化体现的。但是该方法制得金纳米棒溶液后要经修饰和组装两个步骤才能得到组装体，且反应时间较长。

现有技术中也有报道采用还原性谷胱甘肽介导金纳米棒自组装，但也存在组装过程繁琐的问题。因此，本发明旨在提供一种更简单快速的金纳米棒组装体的制备方法，得到尺寸规格可控的金纳米棒组装体，保障其后续应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种金纳米棒自组装体及其制备方法和应用。

本发明第一目的为提供一种金纳米棒自组装体的制备方法，包括向金纳米棒溶液中加入乙二胺四乙酸溶液和氢氧化钠溶液，搅拌20-40s。

本发明的制备方法简单快速，修饰与组装一步完成，仅需20-40s，与现有技术相比大大提高了效率，且得到的产品稳定性同样很好。

优选地，上述制备方法中，所述金纳米棒溶液的浓度为0.2～1mM，所述乙二胺四乙酸溶液的浓度为0.5～1.5mM，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.3～0.6M。

所述金纳米棒溶液、所述乙二胺四乙酸溶液和所述氢氧化钠溶液的体积比为1:0.01～0.3:0.02～0.1。

进一步优选地，所述金纳米棒溶液的浓度为0.5mM，所述乙二胺四乙酸溶液的浓度为1mM，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5M。

所述金纳米棒溶液、所述乙二胺四乙酸溶液和所述氢氧化钠溶液的体积比为1:0.01～0.15:0.04～0.06。