[发明专利]一种以半胱胺宏量制备AIE铜纳米簇的方法

说明书

本发明属于荧光纳米材料的制备技术领域，提供了一种以半胱胺宏量制备AIE铜纳米簇的方法，室温下，将半胱胺和五水合硝酸铜混合，加入还原剂，调节混合液pH为10～14，然后转入35～40℃温度条件下，以转速为120rpm的反应120min后制得黄色聚集态荧光铜纳米簇。本发明的有益效果：本发明首次以半胱胺为配体合成黄色荧光、沉淀态铜纳米簇，具有AIE铜纳米簇荧光强度高、稳定性强的特征；同时，依据半胱胺配体的结构特点可实现高产率、宏量制备。与现有技术相比，具有步骤简单、稳定性强、荧光强度高、可实现宏量制备的特点。

技术领域

本发明涉及一种以半胱胺宏量制备AIE铜纳米簇的方法，属于荧光纳米材料的制备技术领域。

背景技术

荧光金属纳米簇，由中心金属核以及表面配体构成，通常由几个到几十个原子组成且尺寸小于2nm，介于纳米粒子和单原子之间，具有独特的物理、化学及光学性质。荧光金属纳米簇的优良性质使其在传感检测、细胞成像、催化、光电器件等领域具有广泛的应用。其中，铜元素因其价格低廉、储量丰富，而被广泛的研究和发展。在过去几十年间，发展了多种多样的合成方法，如蚀刻法、模板辅助法、配体辅助法等。在此，我们采用配体辅助法，选取结构简单、易于进一步研究的半胱胺为配体合成荧光铜纳米簇。

光致发光是荧光金属纳米簇的重要性质之一。目前，合成的荧光铜纳米簇稳定性较差，这一方面由于配体分子的振动或转动加剧，导致能量多以非辐射跃迁的形式而散失，另一方面由于中心铜核易氧化或团聚形成纳米粒子而丧失其荧光特性。利用配体分子之间的相互作用(如氢键相互作用)产生聚集现象，有效的抑制了配体分子的振动或转动，极大的提升了铜纳米簇的辐射跃迁能力，同时形成稳定了的组装体防止其氧化或进一步团聚的现象发生。此类由于聚集而产生的荧光现象，定义为聚集诱导发光(AIE)。AIE纳米簇由于分子间作用力易交联而容易产生沉淀现象，为实现金属纳米簇宏量产出提供了可能，同时使纳米簇材料兼具高荧光性能和高稳定性。这为荧光纳米簇材料工业化、产业化发展提供了借鉴意义。

发明内容

本发明通过以半胱胺(2-巯基乙胺)为配体合成AIE型荧光铜纳米簇，克服了金属纳米簇稳定性差、荧光产率低、使用有毒试剂等缺点，可以实现宏量制备。

本发明的技术方案：

一种以半胱胺宏量制备AIE铜纳米簇的方法，步骤如下：

室温下，将半胱胺和五水合硝酸铜混合，加入还原剂，调节混合液pH为10～14，然后转入35～40℃温度条件下，以转速为120rpm的反应120min后制得黄色聚集态荧光铜纳米簇。

所述的半胱胺和五水合硝酸铜的摩尔比为1:1。

所述的还原剂为盐酸羟胺，在反应体系中的浓度为6M。

所述的pH为12，温度为37℃。

本发明的有益效果：本发明首次以半胱胺为配体合成黄色荧光、沉淀态铜纳米簇，具有AIE铜纳米簇荧光强度高、稳定性强的特征；同时，依据半胱胺配体的结构特点可实现高产率、宏量制备。与现有技术相比，具有步骤简单、稳定性强、荧光强度高、可实现宏量制备的特点。

附图说明

图1是半胱胺与硝酸铜不同摩尔比对荧光铜纳米簇荧光强度的影响。

图2是不同还原剂用量对荧光铜纳米簇荧光强度的影响。

图3是不同反应时间对荧光铜纳米簇荧光强度的影响。

图4是荧光铜纳米簇的透射电镜图(200nm)。

图5是荧光铜纳米簇的透射电镜图(20nm)。

图6是荧光铜纳米簇的红外谱图。

图7是荧光铜纳米簇中铜元素X射线光电子能谱图。

图8是不同激发波长下的荧光谱图。