[发明专利]具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素膜及制备方法

说明书

本发明提供了一种具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素膜及制备方法，其特征在于：用羧甲基纤维素溶液为电沉积液，金属银片为阳极材料进行电沉积，金属银片在电沉积过程中因为阳极的电化学反应被氧化生成银离子，银离子与羧甲基纤维素分子的配位作用结合羧甲基纤维素分子链上的羟基对银离子的还原作用，在阳极上原位制得复合膜。本发明可以直接在银片上电沉积形成具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素复合膜，制备方法简单、操作可控、条件温和、成本低廉、环境友好和可重复性好。

技术领域

本发明属于荧光材料技术领域，特别涉及一种具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素膜及制备方法。

背景技术

电沉积技术由于操作简单、条件温和、条件易控，并且具备精确的空间时间选择性和可控性，近年来受到越来越多研究者的关注。利用电沉积技术可以在电极表面实现刺激性响应天然高分子(例如壳聚糖、海藻酸钠和丝素蛋白)的定向组装与功能化，有望更多地运用到新兴的科学研究领域。

金属纳米簇作为一种不同于量子点的新型荧光材料，可能包含几个到几十个金属原子，尺寸直径范围从亚纳米到约2纳米。荧光金属纳米簇的超小尺寸诱导了强大的量子约束效应，从而产生了类似分子的特性，包括离散的能级、尺寸依赖的荧光、良好的光稳定性与生物相容性。其中银纳米簇有许多的优点，它比金纳米簇造价更低，比铜纳米簇更容易被还原，同时具有较大的斯托克位移，良好的生物相容性、无毒性、良好的光稳定性与可调发射性等优点。

荧光银纳米簇的合成通常有一锅法、配体交换法以及金属交换法。其中一锅法是最常见的合成方法，通过使用有机配体以及还原剂(如硼氢化钠)连续还原氧化的金属银盐(如硝酸银)制得。但是荧光银纳米簇的合成通常会使用有毒的还原剂或者稳定剂，甚至使用对人体有害的紫外线辐射或者伽马射线辐射进行合成，这也就限制了荧光银纳米簇潜在的应用，所以寻找绿色还原剂或者稳定剂合成荧光银纳米簇的方法。

羧甲基纤维素是一种重要的纤维素衍生物，它是由羧甲基与纤维素的吡喃葡萄糖链的羟基发生醚化反应生成，是一种非常重要的多糖，由于其具有成本低、生物可降解性、生物相容性、无毒以及可忽略的免疫原性等优点已经被广泛用于组织工程、药物载体和生物传感等领域。羧甲基纤维素由于分子链富含羧基，会与银离子产生配位作用，从而使银离子固定在羧甲基纤维素分子链上；此外，羧甲基纤维素分子链上的还原基团(如羟基)可以将银离子还原成银原子。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素膜及制备方法，可以直接在银片上电沉积形成具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素复合膜，膜为复合膜，为高分子材料和纳米材料，具有优异的荧光性能且稳定，没有毒性，表面光滑无气泡，从电极板上容易取下且完整，好的生物可降解性；制备方法简单、操作可控、条件温和、成本低廉、环境友好和可重复性好。

解决以上技术问题的本发明中的一种具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素膜，其特征在于：所述膜为复合膜，复合膜大小为1.7～3cm²，厚度为300～800μm，银纳米簇平均直径尺寸≤2纳米，且银纳米簇均匀分布在羧甲基纤维素里。

优化方案中，所述银纳米簇直径为1.8～2纳米簇；所述复合膜在365纳米的紫外灯下呈现出黄色的荧光。荧光性能是指这个复合膜能发射出荧光这一特性。

本发明中的一种具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素膜的电制备方法，其特征在于：用羧甲基纤维素溶液为电沉积液，金属银片为阳极材料进行电沉积，金属银片在电沉积过程中因为阳极的电化学反应被氧化生成银离子，银离子与羧甲基纤维素分子的配位作用结合羧甲基纤维素分子链上的羟基对银离子的还原作用，在阳极上原位制得具有荧光性能的银纳米簇/羧甲基纤维素复合膜。

本发明采用的制备方法可以一步直接制得银纳米簇/羧甲基纤维素复合膜，制得的银纳米簇/羧甲基纤维素复合膜表面平整光滑。

制备方法具体包括以下步骤：