CN111250726B - 一种原子个数和尺寸可控的异构的AuAg合金纳米簇的合成 - Google Patents

一种原子个数和尺寸可控的异构的AuAg合金纳米簇的合成 Download PDF

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Abstract

一种原子个数、尺寸可控的异构的AuAg合金纳米簇的制备及应用，具体涉及：先将氯金酸和硝酸银溶于甲苯中搅拌一段时间，然后加入配体进行反应，反应三十分钟后，加入硼氢化钠还原得到零价的AuAg合金纳米粒子，随着反应时间的加长，最后得到精确原子个数的异构的AuAg合金纳米簇。通过调节金、银原子比例得到精确原子个数、不同尺寸的AuAg合金纳米簇。此发明涉及的方法具有可行性，操作性简单，并且通过改变金、银原子比例得到不同尺寸的AuAg纳米簇。

Description

一种原子个数和尺寸可控的异构的AuAg合金纳米簇的合成
技术领域
本发明属于金属合金纳米簇技术领域，具体涉及一种异构的AuAg合金纳米簇及其制备方法。
背景技术
近年来，金属纳米材料的制备越来越引起人们的广泛关注。金属纳米簇通常是指尺寸小于2nm的金属粒子且具有特定金原子个数和配体数目，一般是由金属和配体构成的核壳结构，金属作为核而配体作为壳层，并且可以通过控制尺寸、形貌、组成或官能团等因素来控制金属簇的物理化学性质。金属纳米簇在催化、传感、生物成像、药物传输和癌症治疗等方面都有很大的应用潜能，因此，制备含有具体原子个数和表面富含不同官能团的的金属纳米簇具有重要的意义。
目前，一系列的双金属纳米簇被合成，例如郑南峰组用阳离子配体成功合成了Au24Ag20合金簇并得到其晶体结构(J.Am.Chem.Soc.,2015,137,4324–4327)，但是控制不同尺寸、精确原子个数的合金纳米簇还是一种挑战。对于有些纳米簇的合成方法来说，步骤繁琐，操作复杂。本专利针对此问题，探索到一种制备异构的AuAg纳米簇的方法，在同一体系中，使用简单一步法制备异构的AuAg纳米簇。此方法可普遍应用在合成贵金属合金纳米簇。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成原子个数、尺寸可控的异构的AuAg纳米簇的方法，采用一步法合成金银合金纳米簇，从而提供一种精确结构的金银合金纳米簇。该制备方法简单可行，操作方便，主要用于同一体系中制备原子个数可控、尺寸可控的异构的AuAg合金纳米簇，其纳米簇尺寸在2nm以下，且具有精确原子个数。
本发明采用如下技术方案：
本发明一方面提供一种金银合金纳米簇的制备方法，包括以下步骤：
1、一种异构的AuAg纳米簇的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)将Au前驱体和Ag前驱体溶于H2O和甲苯中，得反应体系1；
(2)向反应体系1中加入相转移剂，在20～30℃，搅拌20～30分钟，得反应体系2；
(3)向反应体系2中加入配体，在20～30℃，搅拌0.5～1小时，得反应体系3；
(4)向反应体系3中加入硼氢化钠，在20～30℃，反应4～5天，得产物；
(5)将所述产物旋干，离心，萃取，得到所述异构的AuAg合金纳米簇。
基于以上技术方案，优选的，所述步骤(1)中，所述金前驱体、Ag前驱体、H2O、甲苯的摩尔比为1:(8～10)：(3～5):(6～10)。
基于以上技术方案，优选的，所述Au前驱体为氯金酸、氯化金；所述Ag前驱体为硝酸银、四氟硼酸银，乙酸银。
基于以上技术方案，优选的，所述相转移剂为TOAB、四丁基氯化铵，所述相转移剂的摩尔量为Au前驱体和Ag前驱体总摩尔量的2～3倍。
基于以上技术方案，优选的，所述配体为硫醇配体，所述配体的摩尔量为Au前驱体和Ag前驱体总摩尔量的4～5倍。
基于以上技术方案，优选的，所述硼氢化钠的摩尔量为Au前驱体和Ag前驱体总摩尔量的15～20倍。
基于以上技术方案，进一步优选的，所述硫醇配体为苯乙硫醇、叔丁基苄硫醇，所述配体的摩尔量为Au前驱体和Ag前驱体总摩尔量的5倍。
当配体与金属源(Au前驱体和Ag前驱体)的比例为5:1，经过硼氢化钠还原后，产物是原子个数、尺寸可控的异构的AuAg合金纳米簇，反应时间取决于实验过程中样品的紫外可见吸收光谱。为了制备高纯度的纳米簇，将步骤(4)的产物溶于二氯甲烷产物旋干，离心，萃取，再旋干。
本发明另一方面还提供上述方法制备得到的异构的AuAg纳米簇。
基于以上技术方案，优选的，所述异构的AuAg纳米簇的纳米簇的尺寸为1.3～1.9nm。
本发明采用简单的一步法制备原子个数、尺寸可控的异构的AuAg纳米簇，操作简单，易于控制，通过改变金、银原子比例得到不同尺寸的AuAg纳米簇。
附图说明
图1为实施例1中得到产物的紫外可见吸收光谱图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明做具体的说明
实施例1
异构的AuAg纳米簇的合成
将40mg的HAuCl4和8mg的AgNO3溶于5mL H2O和10mL甲苯中，加入与HAuCl4和AgNO3总摩尔比为5:1的TOAB(四辛基溴化铵)，搅拌三十分钟后，加入与氯金酸比例为5:1硫醇配体在室温条件下搅拌三十分钟，然后将40mg硼氢化钠溶于4mL 4℃水中，加入上述溶液中还原，溶液慢慢变成棕色，表明异构的AuAg纳米粒子生成。最后对合金纳米簇提纯，将产物旋干，然后用甲醇洗涤3次，最后用二氯甲烷萃取、旋干。
反应过程中通过紫外可见吸收光谱表征产物的吸收峰，在420nm、480nm、580nm、720nm四处有较强的吸收峰，证明生成了异构的AuAg纳米簇。

Claims (2)

1.一种异构的AuAg纳米簇的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
将40 mg的HAuCl4和8 mg的AgNO3溶于5 mL H2O和10 mL甲苯中，加入与HAuCl4和AgNO3总摩尔比为5:1的TOAB，搅拌三十分钟后，加入与氯金酸比例为5:1硫醇配体，在室温条件下搅拌三十分钟，然后将40 mg硼氢化钠溶于4 mL 4℃水中，加入上述溶液中还原，溶液变成棕色，表明异构的AuAg纳米粒子生成；最后对合金纳米簇提纯，将产物旋干，然后用甲醇洗涤3次，最后用二氯甲烷萃取、旋干，得到所述异构的AuAg纳米簇。
2.一种权利要求1所述制备方法制备的异构的AuAg纳米簇。
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