CN114951635A - 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用 - Google Patents

一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114951635A
CN114951635A CN202210691734.3A CN202210691734A CN114951635A CN 114951635 A CN114951635 A CN 114951635A CN 202210691734 A CN202210691734 A CN 202210691734A CN 114951635 A CN114951635 A CN 114951635A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium
size
nanoparticles
naphthalene
heating
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.)
Pending
Application number
CN202210691734.3A
Other languages
English (en)
Inventor
宋继彬
刘伦涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou Weina Xinchuang Medical Technology Co ltd
Original Assignee
Fuzhou Weina Xinchuang Medical Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou Weina Xinchuang Medical Technology Co ltd filed Critical Fuzhou Weina Xinchuang Medical Technology Co ltd
Priority to CN202210691734.3A priority Critical patent/CN114951635A/zh
Publication of CN114951635A publication Critical patent/CN114951635A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • B22F1/0551—Flake form nanoparticles
    • 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
    • B22F1/0553—Complex form nanoparticles, e.g. prism, pyramid, octahedron
    • 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
    • B22F1/056—Submicron particles having a size above 100 nm up to 300 nm
    • 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
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Abstract

本发明提供一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用。本发明制备方法，包括步骤：在惰性气体氛围中，将金属锂和萘加入到四氢呋喃中，经超声制备得到还原剂萘锂溶液；在惰性气体氛围中，加热萘锂溶液；然后加入有机镁前驱体，分散均匀后迅速加入带羧基或氨基的小分子表面活性剂，搅拌加热反应；待反应结束后，经离心分离、洗涤，即得镁纳米颗粒。本发明制备方法简单，安全环保，成本低；本发明方法成功实现了六边形镁纳米片和花状镁纳米球的制备及可控调节；并研究了镁纳米颗粒尺寸和形貌对其光学性质的影响规律，所制备的镁纳米颗粒具有较好的应用价值。

Description

一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法 以及应用
技术领域
本发明涉及一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用，属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
金(Au)，银(Ag)，铜(Cu)和铝(Al)等金属纳米颗粒表面的自由电子与光子一起集体震荡，即所谓的局域表面等离子共振特性(LSPR)，表现出独特的光电特性，在肿瘤光热治疗、表面增强拉曼散射、等离子体基光学显示器件、生物和化学传感器以及光催化等领域有着重要应用。金属纳米颗粒的LSPR特性与其组成、形貌和尺寸紧密相关。设计和发展具有良好光电特性的新型金属纳米颗粒具有重要的实际应用价值。
从古至今，Au和Ag纳米颗粒由于其优良的LSPR特性以及生物安全性而受到人们的广泛青睐。Au纳米颗粒吸收峰在520nm左右处。Ag纳米颗粒由于其较高的带间跃迁能，其吸收峰蓝移至400nm左右，且吸收峰较为尖锐。研究者们通过对纳米颗粒尺寸调控以及通过自组装的方式，实现了Au和Ag纳米颗粒在可见光到近红外光范围内的可控调节。其中，王等人通过有限配体保护的方法，以聚丙烯酸为配体，成功制备了Ag纳米颗粒组装体，通过调控组装体中颗粒间的间距，制备了吸收在可见光到近红外光(400-1000nm)范围的组装体，并且通过对体系pH的调控实现了LSPR光学性质的可逆调控(L.Liu,Z.Gao,B.Jiang,Y.Bai,W.Wang,Y.Yin,Nano Lett.2018,18,5312-5318)。虽然，Au和Ag具有优异的LSPR光学性质，然而，它们价格昂贵，储量有限，而且Ag纳米颗粒极易被氧化而变质。事实上，虽然金属纳米颗粒种类众多，但是，介电常数符合持续较强共振特性的金属元素和化合物却非常有限，即介电常数的正虚部较小，且负实部较大。Cu是储量丰富的金属材料，且其等离子体共振吸收跨越可见光到近红外光范围，但是其易被氧化而变成不具备LSPR特性的氧化物。Al也是一种众所周知的等离子体金属材料，由于相对较高的带间跃迁能，其LSPR吸收限制在紫外到可见光范围(700nm)。金属镁(Mg)具有合适的能带结构，因此，其LSPR吸收覆盖整个紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)范围，是一种极具潜力的等离子体金属材料。而且，金属镁地球储量丰富，且具有良好的生物相容性，在生物医疗领域具有重要的应用潜力。金属镁遇水反应，能产生大量氢气。目前肿瘤氢气治疗是一种安全有效的治疗方法。因此纳米镁颗粒也是一种肿瘤氢气治疗的良好纳米药物。
现有技术中已有关于纳米镁制备的报道。如，Jeffrey J.Urban以双(环戊二烯基)镁作为镁源，利用萘锂作为还原剂制备了尺寸在4.9nm左右的纳米镁颗粒，并将其应用于氢气存储中(bK.-J.Jeon,H.R.Moon,A.M.Ruminski,B.Jiang,C.Kisielowski,R.Bardhan,J.J.Urban,Nat.Mater.2011,10,286-290)。该方法虽然制备了纳米级别的镁颗粒，但是所制备的纳米颗粒形貌不规则，且尺寸不可调控。现有文献中虽然指出不同形貌的镁纳米颗粒表现出截然不同的光学性质，即形貌对镁纳米颗粒光学性质有着重要影响，但是仍然无法实现镁纳米颗粒尺寸和形貌的可控制备。综上所述，镁纳米颗粒形貌和尺寸的可控制备对其光学性质调控和应用具有重要意义。
遗憾地是，目前，尚没有关于金属镁纳米颗粒形貌和尺寸可控制备的报道。因此，实现金属镁纳米颗粒尺寸和形貌的可控调节是当前亟需解决的关键科学问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用。本发明制备方法简单，安全环保，成本低；本发明方法成功实现了六边形镁纳米片和花状镁纳米球的制备及可控调节；并研究了镁纳米颗粒尺寸和形貌对其光学性质的影响规律，所制备的镁纳米颗粒具有较好的应用价值。
本发明的技术方案如下：
一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒，所述镁纳米颗粒的微观形貌为：六边形镁纳米片或花状镁纳米球。
根据本发明优选的，所述六边形镁纳米片平均尺寸为80-330nm，厚度为15-25nm；所述花状镁纳米球的平均粒径为100-250nm。六边形镁纳米片平均尺寸是指六边形两对边之间的平均距离。
上述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的制备方法，包括步骤：
(1)在惰性气体氛围中，将金属锂和萘加入到四氢呋喃中，经超声制备得到还原剂萘锂溶液；
(2)在惰性气体氛围中，加热萘锂溶液；然后加入有机镁前驱体，分散均匀后迅速加入带羧基或氨基的小分子表面活性剂，搅拌加热反应；待反应结束后，经离心分离、洗涤，即得镁纳米颗粒。
根据本发明优选的，步骤(1)中，金属锂和萘的质量比为40-100：350，优选为60:350；金属锂的质量与四氢呋喃的体积比是40-100:15-30mg/mL，优选为60:20mg/mL。金属锂和萘的质量比需要适宜，如不适宜将实现不了本发明。
根据本发明优选的，步骤(1)中，超声时间为20-80min；超声时间小于40min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间大于等于40min时，制备得到花状镁纳米球。优选的，超声时间为20-35min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间为45-75min时，制备得到花状镁纳米球。超声时间对最终所制备的镁纳米颗粒的形貌有重要影响；超声时间过短，制备得到的是无规则的镁纳米颗粒；超声时间过长，制备得到的也是无规则镁纳米颗粒。
根据本发明优选的，步骤(1)中，超声是在室温下进行，超声频率为100HZ。
根据本发明优选的，步骤(2)中，有机镁前驱体为二-正丁基镁、乙基氯化镁、甲基氯化镁、正丁基氯化镁、苯基氯化镁或双(环戊二烯基)镁中的一种；有机镁前驱体和萘锂溶液中萘锂的摩尔比为1:15-40，优选1:25-30，最优选为1:27。有机镁前驱体和萘锂的摩尔比需要适宜，如不适宜则实现不了本发明。
根据本发明优选的，步骤(2)中，带羧基或氨基的小分子表面活性剂为碳链长度为4-28的脂肪胺或脂肪酸；优选的，带羧基或氨基的小分子表面活性剂为癸胺，十六胺，十八胺，二十胺，十六烷酸或十八烷酸。
根据本发明优选的，步骤(2)中，有机镁前驱体与带羧基或氨基的小分子表面活性剂的摩尔比为1:3-15，优选为1:10-15，最优选为1:12。
根据本发明优选的，步骤(2)中，加热萘锂溶液至25-60℃；搅拌加热反应温度为25-60℃，优选为30-50℃；搅拌加热反应时间为10-600min，优选为10-240min。反应温度和时间是调控镁纳米颗粒尺寸的重要参数。在本发明范围内，随着反应时间的延长，镁纳米颗粒的尺寸增大；随着反应温度的降低，镁纳米颗粒的尺寸增大。反应时间过短，不能形成一定形貌的镁纳米颗粒；当反应完全后，继续延长反应时间，镁纳米颗粒的尺寸会保持不变。
根据本发明优选的，步骤(2)中，有机镁前驱体和带羧基或氨基的小分子表面活性剂的加入时间间隔为3-10min，优选为5min。此作用时间内是形成种子。
根据本发明优选的，步骤(2)中，所述洗涤是利用四氢呋喃和异丙醇交替洗涤，或者利用四氢呋喃洗涤。
根据本发明优选的，步骤(1)、(2)中，惰性气体为氮气或氩气。
根据本发明优选的，通过控制步骤(1)中的超声时间、步骤(2)中的加热反应温度或加热反应时间实现镁纳米颗粒尺寸或形貌的调控。
上述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的调控方法，包括步骤：
(1)在惰性气体氛围中，将金属锂和萘加入到四氢呋喃中，经超声制备得到还原剂萘锂溶液；
(2)在惰性气体氛围中，加热萘锂溶液；然后加入有机镁前驱体，分散均匀后迅速加入带羧基或氨基的小分子表面活性剂，搅拌加热反应；待反应结束后，经离心分离、洗涤，即得镁纳米颗粒；
(3)通过控制步骤(1)中的超声时间、步骤(2)中的加热反应温度或加热反应时间实现镁纳米颗粒尺寸或形貌的调控。
根据本发明优选的，控制步骤(1)中的超声时间以实现镁纳米颗粒形貌的调控。
优选的，超声时间为20-80min；超声时间小于40min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间大于等于40min时，制备得到花状镁纳米球。进一步优选的，超声时间为20-35min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间为45-75min时，制备得到花状镁纳米球。
根据本发明优选的，控制步骤(1)中的加热反应温度或加热反应时间以实现镁纳米颗粒尺寸的调控。优选的，延长反应时间，镁纳米颗粒尺寸增大；降低反应温度，镁纳米颗粒尺寸增大。
上述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的应用，应用于氢能源存储、等离子体光学器件、作为肿瘤氢气治疗的纳米给药平台或光声成像。
本发明的技术特点及有益效果：
1、本发明制备过程简单，用时少，节省资源，有利于大规模生产；原料均价格低廉，成本较少。本发明制备过程中均不产生有毒气体，有利于环境保护。
2、本发明方法中萘和锂反应生成强还原剂萘锂，萘锂还原有机镁前驱体制备得到镁单质。本发明通过调控超声时间，可以制备不同活性的萘锂催化剂，进而制备不同形貌的镁纳米颗粒；通过反应时间和反应温度的调控，可以制备不同尺寸的镁纳米颗粒。本发明方法可以实现单一规则形貌镁纳米颗粒的宏量制备。表面活性剂主要起到表面保护和防治颗粒团聚的作用。
3、本发明制备方法中，超声时间、反应温度和时间均对镁纳米颗粒的尺寸或形貌具有重要影响。并且，本发明制备方法作为一个整体，本发明特定原料辅以特定配比结合特定制备方法，各条件共同作用制备得到本发明六边形镁纳米片或花状镁纳米球。通过控制超声时间、反应温度和时间，可实现镁纳米颗粒尺寸和形貌的有效调控。本发明制备的六边形镁纳米片的平均尺寸可在80-320nm范围内可控调节，且形貌均一，厚度大约为20nm，具有规则的六边形结构；所制备的花状镁纳米球的平均尺寸可在100-250nm范围内可控调节，且形貌均一。
4、本发明方法制备的镁纳米颗粒由于其独特的形貌和纳米级尺寸，因此表现出优异的等离子体光学性质，其吸收可以覆盖整个可见-近红外区域，在近红外二区具有优异的光声成像性能。对本发明制备的六边形镁纳米片进行光学吸收测试，等离子体共振吸收峰值随着纳米片尺寸的增加不断红移，覆盖整个紫外-可见-近红外光范围。本发明制备的纳米镁颗粒在氢能源存储，等离子体光学器件的开发以及作为肿瘤氢气治疗的纳米给药平台、光声成像等方面有着潜在的应用价值。
附图说明
图1是实施例1制备的六边形镁纳米薄片的TEM图(a)和紫外-可见-近红外吸收光谱图(b)。
图2是实施例2制备的六边形镁纳米薄片的TEM图(a)和紫外-可见-近红外吸收光谱图(b)。
图3是实施例3制备的六边形镁纳米薄片的TEM图(a)和紫外-可见-近红外吸收光谱图(b)。
图4是实施例4制备的花状镁纳米球的SEM图(a)和动态光散射尺寸分布柱状图(b)。
图5是实施例5制备的花状镁纳米球的SEM图(a)和动态光散射尺寸分布柱状图(b)。
图6是对比例1制备的无规则镁纳米颗粒的TEM图(a)和尺寸分布统计柱状图(b)。
图7是对比例2制备的无规则镁纳米颗粒的TEM图(a)和尺寸分布统计柱状图(b)。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步的说明，但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
一种尺寸和形貌可控纳米镁的制备方法，包括步骤如下：
具体的制备过程是，在氮气氛围中，将60mg金属锂和350mg萘加入到20mL四氢呋喃溶液中，室温下，通过超声作用(100Hz)25min制备得到还原剂萘锂溶液。
在氮气氛围下加热萘锂溶液至50℃，然后在搅拌条件下，将1mL二-正丁基镁(0.1M)加入到萘锂溶液中，搅拌5min(此作用时间内是形成种子)后迅速加入300mg十六胺，50℃下搅拌60min，待反应结束后，离心分离，利用四氢呋喃和异丙醇对产物交替洗涤6次，即可得到品质较高的六边形镁纳米薄片。
本实施例制备的六边形镁纳米薄片的TEM如图1a所示，两对边之间的距离即平均尺寸大约为215nm。
本实施例制备的六边形镁纳米薄片的紫外-可见-近红外吸收光谱图如图1b所示，吸收峰大约为1000nm。
实施例2
一种尺寸和形貌可控纳米镁的制备方法，包括步骤如下：
具体的制备过程是，在氮气氛围中，将60mg金属锂和350mg萘加入到20mL四氢呋喃溶液中，室温下，通过超声作用(100Hz)25min制备得到还原剂萘锂溶液。
在氮气氛围下加热萘锂溶液至50℃，然后在搅拌条件下，将1mL二-正丁基镁(0.1M)加入到萘锂溶液中，搅拌5min后迅速加入300mg十六胺，50℃下搅拌10min，待反应结束后，离心分离，利用四氢呋喃和异丙醇对产物交替洗涤6次，即可得到品质较高的六边形镁纳米薄片。
本实施例制备的六边形镁纳米薄片的TEM如图2a所示，两对边之间的距离即平均尺寸大约为85nm。
本实施例制备的六边形镁纳米薄片的紫外-可见-近红外吸收光谱图如图2b所示，吸收峰大约为772nm。
实施例3
一种尺寸和形貌可控纳米镁的制备方法，包括步骤如下：
具体的制备过程是，在氮气氛围中，将60mg金属锂和350mg萘加入到20mL四氢呋喃溶液中，室温下，通过超声作用(100Hz)25min制备得到还原剂萘锂溶液。
在氮气氛围下加热萘锂溶液至50℃，然后在搅拌条件下，将1mL二-正丁基镁(0.1M)加入到萘锂溶液中，搅拌5min后迅速加入300mg十六胺，50℃下搅拌240min，待反应结束后，离心分离，利用四氢呋喃和异丙醇对产物交替洗涤6次，即可得到品质较高的六边形镁纳米薄片。
本实施例制备的六边形镁纳米薄片的TEM如图3a所示，两对边之间的距离即平均尺寸大约为328nm。
本实施例制备的六边形镁纳米薄片的紫外-可见-近红外吸收光谱图如图3b所示，吸收峰大约为1303nm。
实施例4
一种尺寸和形貌可控纳米镁的制备方法，包括步骤如下：
具体的制备过程是，在氮气氛围中，将60mg金属锂和350mg萘加入到20mL四氢呋喃溶液中，室温下，通过超声作用(100Hz)60min制备得到还原剂萘锂溶液。
在氮气氛围下加热萘锂溶液至50℃，然后在搅拌条件下，将1mL二-正丁基镁(0.1M)加入到萘锂溶液中，搅拌5min后迅速加入300mg十六胺，50℃下搅拌240min，待反应结束后，离心分离，利用四氢呋喃洗涤6次，即可得到尺寸均一的花状镁纳米球。
本实施例制备的花状镁纳米球的SEM如图4a所示。
本实施例制备的花状镁纳米球的动态光散射尺寸分布柱状图如图4b所示，由图可知颗粒平均尺寸为100nm。
实施例5
一种尺寸和形貌可控纳米镁的制备方法，包括步骤如下：
具体的制备过程是，在氮气氛围中，将60mg金属锂和350mg萘加入到20mL四氢呋喃溶液中，室温下，通过超声作用(100Hz)60min制备得到还原剂萘锂溶液。
在氮气氛围下加热萘锂溶液至30℃，然后在搅拌条件下，将1mL二-正丁基镁(0.1M)加入到萘锂溶液中，搅拌5min后迅速加入300mg十六胺，30℃下搅拌240min，待反应结束后，离心分离，利用四氢呋喃洗涤6次，即可得到尺寸均一的花状镁纳米球。
本实施例制备的花状镁纳米球的SEM如图5a所示。
本实施例制备的花状镁纳米球的动态光散射尺寸分布柱状图如图5b所示，由图可知颗粒平均尺寸为250nm。
对比例1
一种纳米镁的制备方法，包括步骤如下：
具体的制备过程是，在氮气氛围中，将60mg金属锂和350mg萘加入到20mL四氢呋喃溶液中，室温下，通过超声作用(100Hz)10min制备得到还原剂萘锂溶液。
在氮气氛围下加热萘锂溶液至50℃，然后在搅拌条件下，将1mL二-正丁基镁(0.1M)加入到萘锂溶液中，搅拌5min后迅速加入300mg十六胺，50℃下搅拌240min，待反应结束后，离心分离，利用四氢呋喃洗涤6次，得到无规则镁纳米颗粒。
本对比例制备的无规则镁纳米颗粒的TEM如图6a所示。
本对比例制备的无规则镁纳米颗粒的尺寸分布统计柱状图如图6b所示，由图可知，平均粒径大约为65nm。
对比例2
一种纳米镁的制备方法，包括步骤如下：
具体的制备过程是，在氮气氛围中，将60mg金属锂和350mg萘加入到20mL四氢呋喃溶液中，室温下，通过超声作用(100Hz)90min制备得到还原剂萘锂溶液。
在氮气氛围下加热萘锂溶液至50℃，然后在搅拌条件下，将1mL二-正丁基镁(0.1M)加入到萘锂溶液中，搅拌5min后迅速加入300mg十六胺，50℃下搅拌240min，待反应结束后，离心分离，利用四氢呋喃洗涤5次，得到无规则镁纳米颗粒。
本对比例制备的无规则镁纳米颗粒的TEM如图7a所示。
本对比例制备的无规则镁纳米颗粒的尺寸分布统计柱状图如图7b所示，由图可知，平均粒径大约为46nm。

Claims (10)

1.一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒，其特征在于，所述镁纳米颗粒的微观形貌为：六边形镁纳米片或花状镁纳米球。
2.根据权利要求1所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒，其特征在于，所述六边形镁纳米片平均尺寸为80-330nm，厚度为15-25nm；所述花状镁纳米球的平均粒径为100-250nm。
3.如权利要求1或2任一项所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的制备方法，包括步骤：
(1)在惰性气体氛围中，将金属锂和萘加入到四氢呋喃中，经超声制备得到还原剂萘锂溶液；
(2)在惰性气体氛围中，加热萘锂溶液；然后加入有机镁前驱体，分散均匀后迅速加入带羧基或氨基的小分子表面活性剂，搅拌加热反应；待反应结束后，经离心分离、洗涤，即得镁纳米颗粒。
4.根据权利要求3所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，包括以下条件中的一项或多项：
i、金属锂和萘的质量比为40-100:350，优选为60:350；金属锂的质量与四氢呋喃的体积比是40-100:15-30mg/mL，优选为60:20mg/mL；
ii、超声时间为20-80min；超声时间小于40min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间大于等于40min时，制备得到花状镁纳米球；优选的，超声时间为20-35min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间为45-75min时，制备得到花状镁纳米球；
iii、超声是在室温下进行，超声频率为100HZ。
5.根据权利要求3所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，包括以下条件中的一项或多项：
i、有机镁前驱体为二-正丁基镁、乙基氯化镁、甲基氯化镁、正丁基氯化镁、苯基氯化镁或双(环戊二烯基)镁中的一种；有机镁前驱体和萘锂溶液中萘锂的摩尔比为1:15-40，优选1:25-30，最优选为1:27；
ii、带羧基或氨基的小分子表面活性剂为碳链长度为4-28的脂肪胺或脂肪酸；优选的，带羧基或氨基的小分子表面活性剂为癸胺，十六胺，十八胺，二十胺，十六烷酸或十八烷酸；
iii、有机镁前驱体与带羧基或氨基的小分子表面活性剂的摩尔比为1:3-15，优选为1:10-15，最优选为1:12；
iv、加热萘锂溶液至25-60℃；搅拌加热反应温度为25-60℃，优选为30-50℃；搅拌加热反应时间为10-600min，优选为10-240min；
v、有机镁前驱体和带羧基或氨基的小分子表面活性剂的加入时间间隔为3-10min，优选为5min；
vi、所述洗涤是利用四氢呋喃和异丙醇交替洗涤，或者利用四氢呋喃洗涤。
6.根据权利要求3所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，通过控制步骤(1)中的超声时间、步骤(2)中的加热反应温度或加热反应时间实现镁纳米颗粒尺寸或形貌的调控。
7.如权利要求1或2任一项所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的调控方法，包括步骤：
(1)在惰性气体氛围中，将金属锂和萘加入到四氢呋喃中，经超声制备得到还原剂萘锂溶液；
(2)在惰性气体氛围中，加热萘锂溶液；然后加入有机镁前驱体，分散均匀后迅速加入带羧基或氨基的小分子表面活性剂，搅拌加热反应；待反应结束后，经离心分离、洗涤，即得镁纳米颗粒；
(3)通过控制步骤(1)中的超声时间、步骤(2)中的加热反应温度或加热反应时间实现镁纳米颗粒尺寸或形貌的调控。
8.根据权利要求7所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的调控方法，其特征在于，控制步骤(1)中的超声时间以实现镁纳米颗粒形貌的调控；
优选的，超声时间为20-80min；超声时间小于40min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间大于等于40min时，制备得到花状镁纳米球；进一步优选的，超声时间为20-35min时，制备得到六边形镁纳米片；超声时间为45-75min时，制备得到花状镁纳米球。
9.根据权利要求7所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的调控方法，其特征在于，控制步骤(1)中的加热反应温度或加热反应时间以实现镁纳米颗粒尺寸的调控；优选的，延长反应时间，镁纳米颗粒尺寸增大；降低反应温度，镁纳米颗粒尺寸增大。
10.如权利要求1或2任一项所述尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒的应用，应用于氢能源存储、等离子体光学器件、作为肿瘤氢气治疗的纳米给药平台或光声成像。
CN202210691734.3A 2022-06-17 2022-06-17 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用 Pending CN114951635A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210691734.3A CN114951635A (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210691734.3A CN114951635A (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114951635A true CN114951635A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82964327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210691734.3A Pending CN114951635A (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114951635A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1913219A (zh) * 2006-05-26 2007-02-14 南开大学 镁负极电极材料及制备方法和应用
CN101347840A (zh) * 2008-09-11 2009-01-21 清华大学 一种金属Mg纳米颗粒材料的制备方法
US20090054554A1 (en) * 2005-12-19 2009-02-26 Xiaorong Wang Disk-like Nanoparticles
KR102389205B1 (ko) * 2020-11-13 2022-04-21 한국과학기술원 마그네슘 나노시트, 및 이를 포함하는 수소 저장 장치
CN114411028A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 徐州工程学院 一种微量镍复合层状镁复合材料及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090054554A1 (en) * 2005-12-19 2009-02-26 Xiaorong Wang Disk-like Nanoparticles
CN1913219A (zh) * 2006-05-26 2007-02-14 南开大学 镁负极电极材料及制备方法和应用
CN101347840A (zh) * 2008-09-11 2009-01-21 清华大学 一种金属Mg纳米颗粒材料的制备方法
KR102389205B1 (ko) * 2020-11-13 2022-04-21 한국과학기술원 마그네슘 나노시트, 및 이를 포함하는 수소 저장 장치
CN114411028A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 徐州工程学院 一种微量镍复合层状镁复合材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. LOCATELLI等: "Surface chemistry and entrapment of magnesium nanoparticles into polymeric micelles: a highly biocompatible tool for photothermal therapy", CHEMICAL COMMUNICATIONS, vol. 58, pages 7783 - 7786 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mukherji et al. Synthesis and characterization of size-and shape-controlled silver nanoparticles
Pastoriza‐Santos et al. N, N‐dimethylformamide as a reaction medium for metal nanoparticle synthesis
Zhu et al. High-yield synthesis of uniform Ag nanowires with high aspect ratios by introducing the long-chain PVP in an improved polyol process
Harpeness et al. Microwave synthesis of core− shell gold/palladium bimetallic nanoparticles
Jiang et al. A self-seeding coreduction method for shape control of silver nanoplates
Wu et al. Controlled synthesis of porous Ag/Au bimetallic hollow nanoshells with tunable plasmonic and catalytic properties
Choi et al. Interaction between the surface of the silver nanoparticles prepared by γ-irradiation and organic molecules containing thiol group
Ankamwar et al. Biosynthesis of gold and silver nanoparticles using Emblica officinalis fruit extract, their phase transfer and transmetallation in an organic solution
Xu et al. Development of chitosan-coated gold nanoflowers as SERS-active probes
CN109827945B (zh) 一种高SERS活性Ag/MXene-Ti3C2复合材料的制备方法
Zou et al. Preparation of novel silver–gold bimetallic nanostructures by seeding with silver nanoplates and application in surface-enhanced Raman scattering
Yougen et al. Preparation of monodisperse polystyrene/silver composite microspheres and their catalytic properties
Ma et al. Solution-phase synthesis of inorganic hollow structures by templating strategies
Abdollahi et al. Synthesis and physicochemical characterization of tunable silica–gold nanoshells via seed growth method
CN106623901B (zh) 一种铝纳米片、其制备方法和用途
Zhang et al. Synthesis of various crystalline gold nanostructures in water: The polyoxometalate β-[H 4 PMo 12 O 40] 3− as the reducing and stabilizing agent
Li et al. Controllable synthesis of sea urchin-like gold nanoparticles and their optical characteristics
Sadeghi et al. Synthesis of silver/poly (diallyldimethylammonium chloride) hybride nanocomposite
Bryan et al. Preparation of THPC-generated silver, platinum, and palladium nanoparticles and their use in the synthesis of Ag, Pt, Pd, and Pt/Ag nanoshells
Choi et al. Shape-and size-controlled synthesis of noble metal nanoparticles
CN113118432B (zh) 贵金属纳米粒子及其制备方法和应用
CN114951635A (zh) 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用
Praneeth et al. Microwave-assisted one-pot synthesis of anisotropic gold nanoparticles with active high-energy facets for enhanced catalytic and metal enhanced fluorescence activities
Pal et al. Photochemical synthesis of biopolymer coated Aucore–Agshell type bimetallic nanoparticles
Shin et al. “Green” approach for self-assembly of platinum nanoparticles into nanowires in aqueous glucose solutions

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