CN110328361B - 一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法 - Google Patents
一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110328361B CN110328361B CN201910678271.5A CN201910678271A CN110328361B CN 110328361 B CN110328361 B CN 110328361B CN 201910678271 A CN201910678271 A CN 201910678271A CN 110328361 B CN110328361 B CN 110328361B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- bone
- gold nanorod
- silicon dioxide
- gold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 113
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 23
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 20
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 14
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Substances OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 11
- XBECFEJUQZXMFE-UHFFFAOYSA-N n-(4-aminobutyl)acetamide;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(=O)NCCCCN XBECFEJUQZXMFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 10
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 10
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 claims description 7
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 7
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 4
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims 3
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 35
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 14
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 13
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035040 seed growth Effects 0.000 description 3
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 3
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012984 biological imaging Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法，其是采用种子介导生长法制备骨头状的金纳米棒，然后将硅源在含强碱的金纳米棒溶液中进行水解，使生成的二氧化硅吸附金纳米棒表面，而制得所述二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒。本发明制备的金纳米棒具有骨头形状，并且具有独特的等离子体共振吸收峰，其横轴与纵轴等离子体共振吸收峰之间呈现出连续上升的趋势，使其在宽带范围的光吸收增强，从而可用于光‑电转换等新型电子器件的制备。本发明方法相对简单，重复性好，所使用的原料广泛易得，生产成本低廉，适于大范围生产推广。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料合成领域，具体涉及一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法。
背景技术
贵金属纳米结构具有独特的光学性质和优良的催化性能，在光学器件、生物传感、生物成像、疾病诊断检测及储氢材料、燃料电池及工业催化等方面具有广大的应用前景。在常用的贵金属中，Au和Ag纳米颗粒具有更强烈的表面等离子体共振（surface plasmonresonance, SPR）特性，也是少数几种表面等离激元振动吸收位于可见光波长范围的金属材料。金纳米颗粒的表面等离子体共振源自入射光与金纳米颗粒的自由电子的相互作用：当入射光的波长与自由电子的振动频率发生共振耦合即产生表面等离子体共振，在紫外-可见光谱上显示强的吸收峰。SPR峰的位置主要取决于纳米颗粒的形状、大小、环境介质条件及表面电荷等因素。
球形的金纳米颗粒呈现单一的表面等离子体共振吸收峰（520 nm左右），而棒状的金纳米颗粒则具有横向与纵向两个表面等离子体共振吸收峰。金纳米棒的纵向长度与横向长度的比值为长径比，其中纵向表面等离子体共振吸收峰的位置强烈依赖于金纳米棒的长径比。因此，制备不同长径比的金纳米棒颗粒，可以简单有效地将表面等离子体共振吸收峰从可见光区调至近红外区，实现表面等离子体共振吸收峰位置的调控。
目前金纳米棒的制备方法主要有硬模板法、光化学合成法、电化学合成法、种子生长法、微波合成法、非种子生长法等，其中种子生长法应用最为广泛，是金纳米棒湿化学合成的主要方法。随着金纳米棒可控合成的巨大进展，以金纳米棒作为种子进行再生长成为获得不同形貌贵金属纳米结构的有效方式。如在金纳米棒上再生长金可以得到不同头部形状（箭头状、骨头状、哑铃状等）纳米棒以及不同形状的纳米金（纳米星、十面体、八面体等）。
由于二氧化硅的透光性，二氧化硅包覆的核壳纳米结构可以在不影响核表面反应前提下阻隔核表面修饰材料的脱落，还可以用以调节核结构的表面等离激元共振吸收峰位置。因此，二氧化硅是一种理想的包覆材料。二氧化硅包覆的金纳米棒可以有效应用到其他领域（如光伏器件中等）以得到更好的性能。
发明内容
针对上述金纳米棒的背景及相关特性，本发明提供了一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法。该制备方法工艺简单，重复性好，所使用的原料广泛易得，生产成本低廉，适合大范围生产推广。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒，其是采用种子介导生长法制备骨头状的金纳米棒，然后将硅源在含强碱的金纳米棒溶液中进行水解，使生成的二氧化硅吸附金纳米棒表面，而制得所述二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒。
所述二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒的制备方法包括以下步骤：
1）在CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）溶液中加入氯金酸溶液，然后加入NaBH4溶液，30℃恒温条件下反应1.5 h，得到金纳米棒种子溶液；
2）另取CTAB溶液，在其中加入5-溴水杨酸，然后加入硝酸银溶液，再加入氯金酸溶液，30℃恒温条件下预还原2 h，最后加入抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液；
3）将步骤1）所得金纳米棒种子溶液加入到步骤2）制得的金纳米棒生长液中，在30℃恒温条件下生长4 h~48 h，得到骨头状的金纳米棒溶液；
4）将步骤3）制备的金纳米棒溶液离心，去除上清液，然后加入CTAB溶液至原金纳米棒溶液体积的一半，再加入NaOH溶液调节体系pH值为10；
5）在剧烈搅拌条件下，在步骤4）所得溶液中分三次加入硅源的甲醇溶液，每次间隔0.5 h，最后一次加入后将溶液在30℃下恒温静置24 h，得到所述二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒。
步骤1）中所用CTAB、NaBH4与氯金酸的摩尔比为(350~400):(2~3):1。
步骤2）中所用CTAB、5-溴水杨酸、硝酸银、抗坏血酸与氯金酸的摩尔比为(80~120):(35~185):(3~5):(0.4~0.6):1。
其中，所述CTAB溶液的浓度为0.8 mmol/L~0.1 mol/L。所述NaBH4溶液的浓度为0.01 mol/L。所述氯金酸溶液的浓度为0.01 mol/L。所述硝酸银溶液的浓度为0.01 mol/L。所述抗坏血酸溶液的浓度为0.1 mol/L。
步骤3）中所用金纳米棒生长液的体积是金纳米棒种子溶液体积的350~400倍。
步骤4）中所用NaOH溶液的浓度为1 mmol/L。
步骤5）中每次所加硅源的甲醇溶液的体积为所用步骤4）溶液体积的0.001~0.003倍。
所述硅源的甲醇溶液中，所用硅源具体为TEOS（正硅酸乙酯），其含量为溶液体积的20%。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明所用5-溴水杨酸既作为还原剂，又作为辅助因子，工艺简单，成本低廉，相较于传统的制备方法，本发明的制备时间更短。
（2）本发明采用单步合成有效制备均一的骨头状金纳米棒，而无需采用再生长的方式，且通过调整5-溴水杨酸和AgNO3的量均能有效调整骨头金纳米棒的纵轴等离子体共振吸收峰的位置。
（3）本发明制备的金纳米棒具有骨头形状，并且具有独特的等离子体共振吸收峰，其横轴与纵轴等离子体共振吸收峰之间吸收没有下降，而呈现出连续上升的趋势。
（4）本发明将所制备的骨头状金纳米棒进行良好的二氧化硅包覆，以便用于制备光-电转换等新型电子器件，提升其性能，如掺入太阳能电池中等。
附图说明
图1为实施例1所得的骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。
图2为实施例2所得的骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。
图3为实施例3所得的骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。
图4为实施例4所得的骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。
图5为实施例5所得的骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。
图6为实施例6所得的骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。
图7为实施例3所得的骨头状金纳米棒的TEM图。
图8为实施例7所得的二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒的SEM图。
图9为PEDO:PSS/P3HT:PCBM和PEDOT:PSS:Au NRs/P3HT:PCBM叠层薄膜的吸收对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述，该描述只是为了更好的说明本发明而不是对其进行限制。本发明并不限于这里所描述的特殊实例和实施方案。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，都落入本发明的保护范围。
实施例1
（1）金纳米棒种子的制备：称取CTAB固体0.1713 g，加入4.7 mL去离子水（浓度为0.1 mol/L），将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解，再加入125μL 0.01 M氯金酸溶液温和搅拌。称取NaBH4固体0.0037 g（0.098 mmol），加入10 mL冰水，配制成溶液（浓度为0.0098 mol/L）。用移液枪量取300μL新制冰NaBH4溶液，在剧烈搅拌下加入，搅拌2 min后静置于30℃水浴锅中反应1.5 h，得到金纳米棒种子溶液。
（2）金纳米棒生长液的制备：称取CTAB固体0.9111 g，加入25 mL去离子水（浓度为0.1 mol/L），将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解。在溶液中加入5-溴水杨酸10 mg，轻微搅拌15 min。在溶液中加入0.01 M AgNO3溶液480μL，轻微搅拌15 min。在溶液中加入2.5mL 0.01 M氯金酸溶液，预还原2 h。剧烈搅拌下在溶液中加入130μL 0.1 M抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液。
（3）骨头状金纳米棒的制备：将80μL金纳米棒种子溶液加入到30 mL金纳米棒生长液中，在30℃水浴锅中静置生长4 h。取出骨头状金纳米棒溶液于试管，以10000 rpm离心两次，每次15 min，去除上清液，保存在去离子水中。
图1为所得骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。由图中可见，横轴共振吸收峰位于517 nm，纵轴共振吸收峰位于640 nm，且两个峰之间的吸收没有下降，呈现连续上升趋势。
实施例2
（1）金纳米棒种子的制备：同实施例1。
（2）金纳米棒生长液的制备：称取CTAB固体0.9111 g，加入25 mL去离子水（浓度为0.1 mol/L），将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解。在溶液中加入5-溴水杨酸30 mg，轻微搅拌15 min。在溶液中加入0.01 M AgNO3溶液480μL，轻微搅拌15 min。在溶液中加入2.5mL 0.01 M氯金酸溶液，预还原2 h。剧烈搅拌下在溶液中加入130μL 0.1 M抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液。
（3）骨头状金纳米棒的制备：同实施例1。
图2为所得骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。由图中可见，横轴共振吸收峰位于517 nm，纵轴共振吸收峰位于649 nm，且两个峰之间的吸收没有下降，呈现连续上升趋势。
实施例3
（1）金纳米棒种子的制备：同实施例1。
（2）金纳米棒生长液的制备：称取CTAB固体0.9111 g，加入25 mL去离子水（浓度为0.1 mol/L），将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解。在溶液中加入5-溴水杨酸50 mg，轻微搅拌15 min。在溶液中加入0.01 M AgNO3溶液480μL，轻微搅拌15 min。在溶液中加入2.5mL 0.01 M氯金酸溶液，预还原2 h。剧烈搅拌下在溶液中加入130μL 0.1 M抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液。
（3）骨头状金纳米棒的制备：同实施例1。
图3为所得骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。由图中可见，横轴共振吸收峰位于517 nm，纵轴共振吸收峰位于654 nm，且两个峰之间的吸收没有下降，呈现连续上升趋势。
图7为所得骨头状金纳米棒的TEM图。由图中可见，金纳米棒呈均一的骨头形，其长径比约为2:1，长度约为30 nm。
实施例4
（1）金纳米棒种子的制备：同实施例1。
（2）金纳米棒生长液的制备：称取CTAB固体0.9111 g，加入25 mL去离子水（浓度为0.1 mol/L），将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解。在溶液中加入5-溴水杨酸50 mg，轻微搅拌15 min。在溶液中加入0.01 M AgNO3溶液400μL，轻微搅拌15 min。在溶液中加入2.5mL 0.01 M氯金酸溶液，预还原2 h。剧烈搅拌下在溶液中加入130μL 0.1 M抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液。
（3）骨头状金纳米棒的制备：同实施例1。
图4为所得骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。由图中可见，横轴共振吸收峰位于517 nm，纵轴共振吸收峰位于662 nm，且两个峰之间的吸收没有下降，呈现连续上升趋势。
实施例5
（1）金纳米棒种子的制备：同实施例1。
（2）金纳米棒生长液的制备：称取CTAB固体0.9111 g，加入25 mL去离子水（浓度为0.1 mol/L），将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解。在溶液中加入5-溴水杨酸50 mg，轻微搅拌15 min。在溶液中加入0.01 M AgNO3溶液500μL，轻微搅拌15 min。在溶液中加入2.5mL 0.01 M氯金酸溶液，预还原2 h。剧烈搅拌下在溶液中加入130μL 0.1 M抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液。
（3）骨头状金纳米棒的制备：同实施例1。
图5为所得骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。由图中可见，横轴共振吸收峰位于517 nm，纵轴共振吸收峰位于650 nm，且两个峰之间的吸收没有下降，呈现连续上升趋势。
实施例6
（1）金纳米棒种子的制备：同实施例1。
（2）金纳米棒生长液的制备：称取CTAB固体0.9111 g，加入25 mL去离子水（浓度为0.1 mol/L），将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解。在溶液中加入5-溴水杨酸50 mg，轻微搅拌15 min。在溶液中加入0.01 M AgNO3溶液600μL，轻微搅拌15 min。在溶液中加入2.5mL 0.01 M氯金酸溶液，预还原2 h。剧烈搅拌下在溶液中加入130μL 0.1 M抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液。
（3）骨头状金纳米棒的制备：同实施例1。
图6为所得骨头状金纳米棒的UV-Vis光谱图。由图中可见，横轴共振吸收峰位于517 nm，纵轴共振吸收峰位于644 nm，且两个峰之间的吸收没有下降，呈现连续上升趋势。
实施例7
（1）金纳米棒种子的制备：同实施例1。
（2）金纳米棒生长液的制备：同实施例3。
（3）骨头状金纳米棒的制备：同实施例1。
（4）骨头状金纳米棒的二氧化硅包覆：取离心的骨头状金纳米棒溶液10 mL于试管，离心后取出上清液加入5 mL 0.8 mM CTAB溶液。在溶液中加入NaOH溶液调节pH至约10。在剧烈搅拌下分三次加入TEOS-甲醇溶液，每隔半小时加一次，每次加25 μL。最后一次TEOS-甲醇溶液加入完毕，溶液在30℃下恒温静置24 h，离心，产物保存在无水乙醇中。
图8为所得二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒的SEM图。由图中可见，二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒分散均匀，每个骨头状金纳米棒颗粒表面都均匀包覆一层二氧化硅。
实施例8
PEDO:PSS/P3HT:PCBM叠层薄膜的制备：取出4℃保存的PEDO:PSS溶液，自然恢复至室温，用22 μm过滤头过滤适量PEDO:PSS溶液于离心管中备用。将ITO玻璃用紫外光处理15分钟后进行PEDOT：PSS溶液旋涂，旋涂参数为前转650 rpm，12 s，后转3500 rpm，1 min。旋涂完毕后于热台上120℃退火20 min，随后放入手套箱中进行P3HT:PCBM溶液旋涂，旋涂参数为前转750 rpm，12 s，后转为2000 rpm，1 min。旋涂完毕后于热台上氩气氛围150℃退火15 min。
PEDOT:PSS:Au NRs/P3HT:PCBM叠层薄膜的制备：取出4℃保存的PEDO:PSS溶液自然恢复至室温，用22 μm过滤头过滤适量PEDO:PSS溶液于离心管中，吸取适量实施例7所得二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒溶液与PEDO:PSS溶液以体积比1：3均匀混合备用。将ITO玻璃用紫外光处理15分钟后进行PEDOT：PSS溶液旋涂，旋涂参数为前转650 rpm，12 s，后转3500 rpm，1 min。旋涂完毕后于热台上120℃退火20 min，随后放入手套箱中进行P3HT:PCBM溶液旋涂，旋涂参数为前转750 rpm，12 s，后转为2000 rpm，1 min。旋涂完毕后于热台上氩气氛围150℃退火15 min。
采用紫外可见近红外分光光度计（型号：Cary 7000），在300 nm~800 nm波长范围内对PEDO:PSS/P3HT:PCBM和PEDOT:PSS:Au NRs/P3HT:PCBM叠层薄膜进行吸收测试。图9为PEDO:PSS/P3HT:PCBM和PEDOT:PSS:Au NRs/P3HT:PCBM叠层薄膜的吸收对比图。由图中可见，掺有骨头状金纳米棒的叠层薄膜相较于不掺骨头状金纳米棒的叠层薄膜在400 nm-600nm范围内的吸收得到明显提升，因此可将该二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒应用到光伏器件中以提升器件性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (1)
1. 一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒在制备叠层薄膜中的应用，其特征在于：其具体应用方法为：
一、二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒的制备
（1）金纳米棒种子的制备：称取CTAB固体0.1713 g，加入4.7 mL去离子水，将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解，再加入125μL 0.01 M氯金酸溶液温和搅拌，用移液枪量取300μL新制冰NaBH4溶液，在剧烈搅拌下加入，搅拌2 min后静置于30℃水浴锅中反应1.5 h，得到金纳米棒种子溶液；所述NaBH4溶液是称取NaBH4固体0.0037 g，加入10 mL冰水配制而成；
（2）金纳米棒生长液的制备：称取CTAB固体0.9111 g，加入25 mL去离子水，将溶液置于30℃水浴锅中温和搅拌溶解，在溶液中加入5-溴水杨酸50 mg，轻微搅拌15 min，在溶液中加入0.01 M AgNO3溶液480μL，轻微搅拌15 min，在溶液中加入2.5 mL 0.01 M氯金酸溶液，预还原2 h，剧烈搅拌下在溶液中加入130μL 0.1 M抗坏血酸溶液，得到金纳米棒生长液；
（3）骨头状金纳米棒的制备：将80μL金纳米棒种子溶液加入到30 mL金纳米棒生长液中，在30℃水浴锅中静置生长4 h，取出骨头状金纳米棒溶液于试管，以10000 rpm离心两次，每次15 min，去除上清液，得骨头状金纳米棒，保存在去离子水中；
（4）骨头状金纳米棒的二氧化硅包覆：取离心的骨头状金纳米棒溶液10 mL于试管，离心后取出上清液加入5 mL 0.8 mM CTAB溶液，在溶液中加入NaOH溶液调节pH至10，在剧烈搅拌下分三次加入TEOS-甲醇溶液，每隔半小时加一次，每次加25 μL，最后一次TEOS-甲醇溶液加入完毕，溶液在30℃下恒温静置24 h，离心，得二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒，产物保存在无水乙醇中；
二、PEDOT:PSS:Au NRs/P3HT:PCBM叠层薄膜的制备
取出4℃保存的PEDOT:PSS溶液自然恢复至室温，用22 μm过滤头过滤适量PEDOT:PSS溶液于离心管中，吸取适量所得二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒溶液与PEDOT:PSS溶液以体积比1：3均匀混合备用，将ITO玻璃用紫外光处理15分钟后进行PEDOT：PSS溶液旋涂，旋涂参数为前转650 rpm，12 s，后转3500 rpm，1 min，旋涂完毕后于热台上120℃退火20 min，随后放入手套箱中进行P3HT:PCBM溶液旋涂，旋涂参数为前转750 rpm，12 s，后转为2000rpm，1 min，旋涂完毕后于热台上氩气氛围150℃退火15 min，制得所述叠层薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910678271.5A CN110328361B (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910678271.5A CN110328361B (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110328361A CN110328361A (zh) | 2019-10-15 |
| CN110328361B true CN110328361B (zh) | 2022-03-15 |
Family
ID=68147511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910678271.5A Expired - Fee Related CN110328361B (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110328361B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114309592A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 杭州电子科技大学 | 一种在金纳米棒两端包覆二氧化硅的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010053385A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Ricoh Co Ltd | シリカ被覆金ナノロッド及びその製造方法 |
| CN103394704A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-11-20 | 纳米籽有限公司 | 高纯度金纳米双锥及其复合纳米材料的制备方法 |
| CN104841950A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-19 | 济南大学 | 一种狗骨状金纳米晶的制备方法 |
| CN106362152A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-02-01 | 湖北工业大学 | 一类光致发热治疗肿瘤的材料、制备方法及其应用 |
| CN109818246A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-05-28 | 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站 | 一种制冷型可饱和吸收体器件 |
-
2019
- 2019-07-25 CN CN201910678271.5A patent/CN110328361B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010053385A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Ricoh Co Ltd | シリカ被覆金ナノロッド及びその製造方法 |
| CN103394704A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-11-20 | 纳米籽有限公司 | 高纯度金纳米双锥及其复合纳米材料的制备方法 |
| CN104841950A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-19 | 济南大学 | 一种狗骨状金纳米晶的制备方法 |
| CN106362152A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-02-01 | 湖北工业大学 | 一类光致发热治疗肿瘤的材料、制备方法及其应用 |
| CN109818246A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-05-28 | 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站 | 一种制冷型可饱和吸收体器件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110328361A (zh) | 2019-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106493381B (zh) | 一种银/氧化亚铜微纳结构复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN101372330B (zh) | 一种金属掺杂氧化锌纳米颗粒包覆碳纳米管的方法 | |
| CN106833613A (zh) | 一种磁性荧光双功能纳米材料的制备 | |
| CN112516956A (zh) | 一种磁性复合纳米材料的制备方法及其应用 | |
| US7943846B2 (en) | Group IV nanoparticles in an oxide matrix and devices made therefrom | |
| CN113770372B (zh) | 一种金纳米颗粒聚集体材料的制备方法 | |
| CN109530718B (zh) | 一种花状金纳米线复合纳米粒子的制备方法 | |
| KR20110110538A (ko) | 균일한 나노입자가 증착된 그래핀 및 그 제조방법 | |
| CN110040769A (zh) | 碘离子配体PbS纳米晶的制备方法及碘离子配体PbS纳米晶墨水、太阳能电池 | |
| CN108746595B (zh) | 一种不同形貌金纳米双锥-金银纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN110328361B (zh) | 一种二氧化硅包覆的骨头状金纳米棒及其制备方法 | |
| CN113083239B (zh) | 一种tempo预处理的纳米纤维素-氧化亚铜/银微纳结构复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN107225236A (zh) | 一种金纳米棒/氧化锌核壳纳米复合结构的制备方法 | |
| CN110181074A (zh) | 一种复合软模板法绿色制备高长径比银纳米线的方法 | |
| CN111451520B (zh) | 一种纳米金的制备方法 | |
| CN110907426B (zh) | 一种氯金酸增强银十面体纳米粒子sers活性的方法 | |
| CN108097981B (zh) | 一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法 | |
| CN105665743A (zh) | 一种低温下制备铜纳米线的方法 | |
| CN111774037B (zh) | 一种zif-67-硒化银纳米复合材料的制备方法 | |
| CN108817415B (zh) | 一种多面体结构Au纳米颗粒的制备方法 | |
| CN114994009A (zh) | 一种基于Ag@ZIF-8核壳纳米链的表面增强拉曼基底的制备方法及应用 | |
| CN111718705A (zh) | 一种具有优化金属荧光增强效果的一维核壳结构纳米材料及其制备方法 | |
| CN108971515B (zh) | 一种一锅法合成具有sers活性的空心金纳米花的方法 | |
| CN113579243A (zh) | 一种金银纳米花及其制备方法与应用 | |
| CN108993534B (zh) | 一种修饰密度高、均匀性好的纳米金/银磁性催化剂的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220315 |