[发明专利]一种厘米级、粒间距可调的聚合物接枝金纳米粒子复合单层膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种厘米级、粒间距可调节的聚合物接枝金纳米粒子复合单层膜及其制备方法。该复合单层膜由聚合物接枝金纳米粒子以六方堆积的方式有序排列而成。使用油溶性聚合物对金纳米粒子的表面进行接枝修饰并分散于有机溶剂中，通过油/水界面挥发法使油溶性聚合物接枝金纳米粒子在水面自发铺展成膜，最后将其转移至载体基板表面，从而得到所需的复合单层膜。本发明的制备方法操作简单、可重复性强、适用于不同尺寸的纳米粒子以及不同的油溶性聚合物，便于大规模制备，得到的聚合物接枝金纳米粒子复合单层膜的纳米粒子排列有序、粒间距可控，其最大面积可达到10cm²,有望在光电器件、微电子器件、微纳结构传感器中得到应用。

主权项

1.一种聚合物接枝金纳米粒子单层复合膜，其特征在于，所述单层复合膜中包括聚合物和金纳米粒子，所述金纳米粒子表面接枝有所述聚合物，所述单层复合膜中聚合物接枝金纳米粒子以六方平面堆积方式有序排列，所述金纳米粒子的直径为3.5～100nm，所述金纳米粒子的粒间距为1～40nm；所述单层复合膜的面积为1～10cm²；所述聚合物接枝金纳米粒子单层复合膜的制备方法，包括如下步骤：(1)油溶性聚合物接枝金纳米粒子有机溶液的制备：使用功能性基团封端的油溶性聚合物通过配体交换法对金纳米粒子的表面进行接枝修饰，再将其分散于有机溶剂中，得到油溶性聚合物接枝纳米粒子的有机溶液；其中每毫升所述有机溶液中含油溶性聚合物接枝金纳米粒子20～200mg；所述油溶性聚合物选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚(4‑乙烯基吡啶)中的至少一种；所述的油溶性聚合物的分子量为500～100,000g/mol；(2)聚合物接枝金纳米粒子复合单层膜的制备：在疏水性容器中加入去离子水，将步骤(1)得到的油溶性聚合物接枝金纳米粒子有机溶液滴加于去离子水表面使其自发铺展，待有机溶剂挥发完全后，形成单层膜；将该单层膜转移至载体基板表面，即得到聚合物接枝金纳米粒子复合单层膜。