一种二氧化硅/金/二氧化硅三层纳米粒子的制备
纳米粒子,作为零维纳米材料,具有独特的光、热、电等特性,在纳米光电子、纳米生物医药以及太阳能电池等方面具有广泛的应用前景。二氧化硅/金/二氧化硅三层的复合纳米粒子具有生理波段光热转换的功能,可以作为生物医药上的热疗材料。目前,用化学合成的方法,可以合成化学惰性较差的双层光热转换的核壳纳米粒子,而制备具有透光二氧化硅层的二氧化硅/金/ 二氧化硅三层复合纳米粒子的报道还没有,也没有用化学合成的方法制备此类三层复合材料的报道。
为了克服上述现有技术的缺点,本文的目的在于提供一种二氧化硅/金/ 二氧化硅三层纳米粒子的制备方法,能够制备出具有光热转换功用的二氧化硅/金/ 二氧化硅三层复合结构的纳米粒子。采用的技术方案如下:
1.1) 二氧化硅核粒子的制备:往50mL的锥形瓶中加入25mL的无水乙醇,在500r/min的转速下进行搅拌1min,随后向其中加入2.5mL浓度为10 %的氨水溶液,接着搅拌1min,然后将搅拌器的转速调节至1000r/min,与此同时在5s内向其中加入1.1mL的正娃酸乙酯并接着搅拌lmin,最后将转速再调到500r/min,持续反应8h ;
1.2) 二氧化硅核粒子的氨基化修饰:将步骤1.1)所得粒子用无水乙醇清洗3次之后,配制成25mL的乙醇溶液,向该溶液中加入20uL的(3-氨丙基)三甲氧基硅烷,持续搅拌lh,随后用乙醇稀释溶液至125mL,并水浴环境中70°C保温2h,最后用无水乙醇离心清洗5次,分散在25mL的乙醇中;
1.3)金纳米粒子溶液的制备:向50mL的烧杯中加入45mL的去离子水,随后依次加入300uL的IM的氢氧化钠水溶液以及ImL浓度为I %的四羟甲基氯化磷水溶液,搅拌2min,随后向上述的混合溶液中加入2mL浓度为25mM的氯金酸水溶液并持续搅拌直至溶液颜色变成棕褐色即可;
1.4)修饰有金粒子的二氧化硅溶液的制备:取步骤1.2)制备的溶液5mL和步骤1.3)制备的金纳米粒子溶液50mL相混合并搅拌2h,之后静置过夜,最后用水离心清洗分散成15mL水溶液;
1.5)金壳生长溶液的配制:向10mL的去离子水中分别加入25mg的无水碳酸钾和1.5mL浓度为25mM的氯金酸水溶液持续搅拌,待到溶液变澄清即可;
1.6)金壳粒子溶液的制备:取步骤1.5)制备的金壳生长溶液30mL,加入0.45mL步骤1.4)制备的溶液并搅拌lOmin,随后加入120uL浓度为80%的甲醛并持续搅拌直至溶液变成蓝绿色即可得到二氧化硅/金(核/壳)粒子溶液;
2)透光二氧化硅层的合成:将步骤I)中制备的30mL的二氧化硅/金(核/壳)粒子溶液用去离子水清洗2次,之后分散在30mL的去离子水中,在超声的环境下,向所得的溶液中加入1mL浓度为110g/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液,接着超声20s,随后以500r/min的搅拌速度搅拌24h,反应完成后,将所得溶液离心,分散在60mL的4.2%的氨水乙醇溶液中,搅拌1min之后,加入270〜810uL的10%的正硅酸乙酯乙醇溶液,持续搅拌12h即可。
此方案所使用的原料方便易得,所需实验设备简单,工艺过程易于掌握,能够制备出分散性良好,透光层均匀的复合粒子,可以得到总粒径大小220〜260nm,透光层二氧化硅厚度为8〜20nm的二氧化硅/金/ 二氧化硅三层复合粒子。