[发明专利]一种自组装复合纳米颗粒及其制备方法

说明书

本发明属于荧光碳量子点的自组装技术领域，具体公开了一种自组装复合纳米颗粒及其制备方法，用HAuCl₄·2H₂O和谷胱甘肽合成AuNCs，用C₂H₃AgO₂和谷胱甘肽合成AgNCs，用CuCl₂·2H₂O与牛血清白蛋白合成CuNCs，然后再将碳量子点CQDs分别与AuNCs、AgNCs、CuNCs混合反应合成制备得到复合纳米颗粒。本方法通过碳量子点CQDs与AuNCs、AgNCs、CuNCs各贵金属纳米团簇自组装制备得到复合纳米颗粒，制备工艺简单，纳米颗粒的粒径小，且金属纳米颗粒不容易团聚，成本低廉，且能够大批量制备。

技术领域

本发明涉及荧光碳量子点的自组装技术领域，具体涉及具有贵金属的纳米团簇的自组装，特别是涉及一种自组装复合纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

纳米材料因其具有独特的性能，如量子尺寸效应、表面效应、体积效应、界面效应、宏观量子隧道效应等，引起了新材料、微电子、计算机、医学、航天、航空、环境、能源、生物技术和农业等诸多领域的广泛关注，而纳米颗粒的制备技术则是对于其性能研究和应用的重要基础。

贵金属纳米材料作为新兴功能材料的研究热点，由于其表现出高度的单分散性和均匀性以及优异的光学性，所以使其在热电、磁性半导体、超导体、量子点、传感器和光伏等应用领域备受青睐。

碳量子点作为一种新型的碳纳米材料，与各种金属量子点类似，在制备的过程中不涉及重金属的使用，碳材料的化学惰性较高，碳性质稳定，而且在生物体中的含量很高。同时，碳量子点表面上的许多羧基等亲水性的官能团在水中具有优异的溶解性。因此，相较于金属量子点材料，碳量子点具有较高的生物相容性和较低的细胞毒性，对环境危害很小。

目前制备复合纳米颗粒的方法有溶胶-凝胶法、原位聚合法、插层法、配位均匀共沉淀法、微乳液法、溶胶-悬浮液混合法、包裹沉淀法等等。这些方法中有些制备的纳米颗粒的粒径通常较大或尺寸难以控制，或工艺较为繁琐，或金属纳米颗粒容易团聚，影响使用的效果。因此，需要寻找一种制备工艺简单、成本低廉且能够大面积制备复合纳米材料的方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自组装复合纳米颗粒及其制备方法，用于解决现有技术中复合纳米颗粒的制备方法工艺繁琐、制备的纳米颗粒的粒径通常较大或尺寸难以控制、金属纳米颗粒容易团聚等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自组装复合纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)合成AuNCs：将HAuCl₄·2H₂O和谷胱甘肽(GSH)溶于水中，调节PH至碱性，缓慢搅拌，形成强橙色碳化合物水溶液，然后将溶液离心提纯，得到AuNCs；

(2)合成AgNCs：将C₂H₃AgO₂和谷胱甘肽(GSH)溶于水中，形成白色浑浊溶液，冷却，然后加入同样冷却后的NaBH₄，溶液颜色由白色浑浊变为微黄，随着NaBH₄的滴入，溶液颜色逐渐变深，最后得到紫色混合溶液，然后将溶液离心提纯，得到AgNCs；

(3)合成CuNCs：将CuCl₂·2H₂O与牛血清白蛋白(BSA)搅拌混合，用碱调节PH至碱性，然后在氮气保护下加热搅拌进行反应，反应结束后将反应液旋蒸，离心提纯，得到CuNCs；

(4)制备碳量子点CQDs；

(5)制备复合纳米颗粒：将碳量子点CQDs分别与AuNCs、AgNCs、CuNCs混合，加入水，然后调节PH至碱性，搅拌反应，离心提纯得到AuNCs@CQDs、AgNCs@CQDs、CuNCs@CQDs纳米颗粒。