CN101947654A - 一种水溶性荧光银纳米簇的制法 - Google Patents

Abstract

一种水溶性、水溶性荧光银纳米材料的制备方法，由2nm左右的颗粒组成的有色溶液，材料尺寸均一。制备方法为：取硝酸银溶于水中，使硝酸银的质量百分浓度为0.1％到4％；取聚甲基丙烯酸钠(分子量2000-10000)，溶于步骤一溶液中，超声、搅拌得均一溶液，聚甲基丙烯酸钠的质量百分浓度为0.5％到4％；将上述溶液转移至微波反应釜内胆中，密闭后在80-180℃，反应20-200秒，自然冷却至室温，取出样品，得到水溶性荧光银纳米簇溶液。该方法具有方便、快捷、重现性好等优点。所制得的材料具有很好的水溶性和强的荧光性。

Description

一种水溶性荧光银纳米簇的制法

技术领域

本发明涉及水溶性荧光银纳米簇的制法。

背景技术

当纳米颗粒的尺寸小于或者接近电子的费米波长的时候，将呈现一些特异的性质，比如金和银纳米簇可以在紫外激发下呈现出荧光性质，这些水溶性荧光纳米簇在诸如催化、离子检测和光学成像等领域都有着广泛的应用。鉴于以上原因，最近水溶性荧光银纳米簇得到了人们广泛的关注[参见(a)Z.Wu，E.Lanni，W.Chen，M.E.Bier，D.Ly andR.Jin，J.Am.Chem.Soc.，2009，131，16672.；(b)C.I.Richards，S.Choi，J.C.Hsiang，Y.Antoku，T.Vosch，A.Bongiomo，Y.L.Tzeng and R.M.Dickson，J.Am.Chem.Soc.，2008，130，5038.；(c)L.Maretti，P.S.Billone，Y.Liu and J.C.Scaiano，J.Am.Chem.Soc.，2009，131，13972.；(d)A.L.Suarez，J.Rivas，C.F.R.Abreu，M.Rodriguez，E.Pastor，A.H.Creus，S.B.Oseroff and M.A.L.Quintela，Angew.Chem.Int.Ed.，2007，46，8823.；(e)W.Guo，J.Yuan and E.K.Wang，Chem.Commun.，2009，3395.；(f)W.Guo，J.Yuan，Q.Dong and E.K.Wang，J.Am.Chem.Soc.，2009，132，932.；(g)C.C.Huang，H.Y.Liao，Y.C.Shiang，Z.H.Lin，Z.Yang and H.T.Chang，J.Mater.Chem.，2009，19，755.；(h)H.Xu and K.S.Suslick，Adv.Mater.，2010，22，1078.]。目前水溶性荧光银纳米簇的制备方法主要有X射线辐射法、光还原法、化学还原法、超声法等。[参见：(i)T.Vosch，Y.Antoku，J.C.Hsiang，C.I.Richards，J.I.Gonzalez and R.M.Dickson，Proc.Natl Acad.Sci.，2007，104，12616.；(j)H.Xu and K.S.Suslick，ACS Nano，2010，4，3209.；(k)B.Adhikari and A.Banerjee，Chem.Mater.，2010，22，4364.；(l)M.Treguer，F.Rocco，G.Lelong，A.L.Nestour，T.Cardinal，A.Maali and B.Lounis，Solid State Sci.，2005，7，812.；(m)J.T.Petty，J.Zheng，N.V.Hud andR.M.Dickson，J.Am.Chem.Soc.，2004，126，5207.；(n)E.G.Gwinn，P.O′Neill，A.J.Guerrero，D.Bouwmeester and D.K.Fygenson，Adv.Mater.，2008，20，279.；(o)G.Y.Lan，C.C.Huang and H.T.Chang，Chem.Commun.，2010，46，1257.；(p)J.Sharma，H.C.Yeh，H.Yoo，J.H.Werner and J.S.Martinez，Chem.Commun.，46，3280.]。水溶性荧光银纳米簇的快速合成及稳定性是人们关注的问题。微波加热对于纳米合成有着明显的优势，可以快速合成形成均一的纳米离子。目前，通过微波热的方法，一步制备水溶性荧光银纳米簇还未见报道。[参见：(q)A.Pal，S.Shah and S.Devi，Mater.Chem.Phys.，2009，114，530.(h)B.Baruwati，V.Polshettiwar and R.S.Varma，Green Chem.，2009，11，926.；(r)Q.Song，X.Ai，T.Topuria，P.M.Rice，F.H.Alharbi，A.Bagabas，M.Bahattab，J.D.Bass，H.C.Kim，J.C.Scott and R.D.Miller，Chem.Commun.，46，4971.；(s)Y.J.Zhu，W.W.Wang，R.J.Qiand X.L.Hu，Angew.Chem.Int.Ed.，2004，43，1410.；(t)J.J.Zhu，O.Palchik，S.Chen and A.Gedanken，J.Phys.Chem.B，2000，104，7344.]

发明内容

本发明的目的是提供一种水溶性、水溶性荧光银纳米纳米材料。由2nm左右的颗粒组成的有色溶液，材料尺寸均一。

本发明的技术方案如下：

一种水溶性荧光银纳米簇的制法，它包括下列步骤：

步骤1.取硝酸银，溶于水中，使硝酸银的质量百分浓度为0.1％到4％之间。

步骤2.取聚甲基丙烯酸钠(分子量2000-10000)，溶于步骤一溶液中，超声、搅拌得均一溶液，使聚甲基丙烯酸钠的质量百分浓度为0.5％到4％之间。

步骤3.上述溶液转移至微波反应釜内胆中，密闭后，用频率为2450MHz的微波辐射，在80-180℃，反应20-200秒，自然冷却至室温，取出样品，得到水溶性荧光银纳米簇溶液。

上述的制法，步骤3所制得的荧光溶液，避光保存。

本发明的水溶性荧光银纳米材料经透射电子显微镜(TEM)表征，结果表明所制备的量子点的颗粒大小在2nn(见图1A)。通过紫外光谱仪表明量子点的最大吸收在510nm左右(紫外光谱图见图2)，荧光光谱仪进行光学检测表明量子点的最大荧光发射波成在580nm左右(荧光光谱图见图3)，样品在可见光照射下显示红色(见图4)，紫外光照射下可以看到明显的橙红色光(见图5)。

本发明提供了一种水溶性荧光银纳米材料的合成方法，该合成时间短，所用试剂无毒。该方法具有方便、快捷、重现性好等优点。所制得的材料具有很好的水溶性和强的荧光性。

附图说明

图1为本发明实施例1所得样品的水溶性荧光银纳米簇的透射电镜(TEM)表征结果。

图2为本发明实施例1所得样品的水溶性荧光银纳米簇的紫外吸收表征结果。

图3为本发明实施例1所得样品的水溶性荧光银纳米簇的荧光图谱。

图4为本发明实施例1所得样品的水溶性荧光银纳米溶液的可见光下照片。

图5为本发明实施例1所得样品的水溶性荧光银纳米溶液的紫外光下照片。

具体实施方式

实施例1.水溶性荧光银纳米簇的制备

取硝酸银，溶于水中，使硝酸银的浓度达到0.1％(质量百分浓度，下同)。取聚甲基丙烯酸钠(分子量2000)溶于上述溶液中，超声、搅拌得均一溶液，使聚甲基丙烯酸钠的浓度达到0.5％。上述溶液转移至微波反应器中，密闭，用2450MHz的微波辐射，功率200W，(微波反应器的型号为CEM Discover美国CEM Instruments生产)，80℃反应20秒，自然冷却至室温，取出样品，TEM表征如图1所示，紫外吸收表征如图2所示，荧光光谱如图3所示，可见光下照片如图4所示，紫外光下照片如图5所示。

实施例2.水溶性荧光银纳米簇的制备

将实施例1的硝酸银的浓度由“0.1％”改为“4％”，制备的其他条件同实施例1，得到形貌与性质类似于实施例1的产物。结果同实施例1。

实施例3.水溶性荧光银纳米簇的制备

将实施例1的聚甲基丙烯酸钠的“分子量2000”改为“分子量10000”，制备的其他条件同实施例1，得到形貌与性质类似于实施例1的产物。结果同实施例1。

实施例4.水溶性荧光银纳米簇的制备

将实施例1的“聚甲基丙烯酸钠的浓度达到0.5％”改为“聚甲基丙烯酸钠的浓度达到4％”，制备的其他条件同实施例1，得到形貌与性质类似于实施例1的产物。结果同实施例1。

实施例5.水溶性荧光银纳米簇的制备

将实施例1的反应时间由“20秒”改为“200秒”，反应温度“80℃”改为“180℃”，制备的其他条件同实施例1，得到形貌与性质类似于实施例1的产物。结果同实施例1。

Claims (1)

1.一种水溶性、水溶性荧光银纳米材料的制备方法，其特征是：它包括下列步骤：

步骤1.取硝酸银，溶于水中，使硝酸银的质量百分浓度为0.1％到4％之间；

步骤2.取聚甲基丙烯酸钠(分子量2000-10000)，溶于步骤一溶液中，超声、搅拌得均一溶液，使聚甲基丙烯酸钠的质量百分浓度为0.5％到4％之间；

步骤3.上述溶液转移至微波反应釜内胆中，密闭后，用频率为2450MHz的微波辐射，在80-180℃，反应20-200秒，自然冷却至室温，取出样品，得到水溶性荧光银纳米簇溶液。

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