一種螢光性銀納米顆粒及其製備方法
2023-06-11 14:01:16
專利名稱：一種螢光性銀納米顆粒及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種螢光性銀納米顆粒及其製備方法。
背景技術：
螢光性納米材料由於具有優異的光學性質，比如高的量子產率，激發波長和發射 波長可選擇的範圍較廣以及高的光學穩定性等，受到了研究者的極大關注。其中量子點是 目前廣為研究的螢光性納米材料，但其對生物體的毒性是人們的最大擔憂。相比之下，金、 銀等貴金屬納米材料具有良好的生物相容性，是合成螢光性納米材料較好的選擇。
根據貴金屬納米材料的尺寸，可將其分為納米顆粒(幾納米到幾十納米)和納米 團簇(小於一納米)。納米顆粒能級是連續的，其表面存在局域表面等離子體共振現象，已 經得到了廣泛的研究和應用。納米糰簇則由於能級分裂成離散的能級，從而具有優異的熒 光性質，它們大多具有較高的螢光效率，有些高達70% ，這可與量子點相媲美。與之相比，貴 金屬納米顆粒螢光性質的報導則相對較少，主要原因是納米顆粒的能級是連續的，從理論 上分析，其螢光效率相對較低。如果提高貴金屬納米顆粒的螢光效率，加之已經被廣泛研究 的局域表面等離子體共振性質，它們很可能成為優異的雙功能材料。 El-Sayed和他的合作者(Chemical Physics Letters 2000， 317， 517)報導了一種 各向異性的金納米顆粒_金納米棒的螢光性質，與大塊金相比，其螢光效率提高了 6-7個數 量級，達到10—4_10—3。他們將這種效應歸結於金屬顆粒表面的近場增強效應。鑑於納米顆 粒表面場強分布的影響因素中，形狀是比較重要的一個，合成特殊形狀的納米顆粒可能是 得到更高螢光效率顆粒的途徑之一。而對於銀納米顆粒，雖然研究者已經製備出多種形狀 的顆粒，並對它們的性質進行了很好的表徵，但是具有較高螢光效率的銀納米顆粒的合成 還未見報導。
發明內容
本發明的目的是提供一種螢光性銀納米顆粒及其製備方法。 本發明所提供的螢光性銀納米顆粒是按照包括下述步驟的方法製備得到的將包 裹劑和還原劑的混合水溶液與可溶性銀鹽相混合，並在避光或光照的條件下反應，得到所 述螢光性銀納米顆粒； 其中，所述包裹劑為十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三 甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨或二十二烷基三甲基氯化銨，所述還原劑為抗壞血酸、 水合肼、硫酸羥胺、鹽酸羥胺或硝酸羥胺。 本發明中所述可溶性銀鹽具體可選自下述至少一種Ag冊3、AgCl(VAg2S04和乙酸 銀。 所述包裹劑與所述可溶性銀鹽中銀離子的摩爾比可為ioo : i-i : io，優選為 io : i-i : 5。
所述還原劑與所述可溶性銀鹽中銀離子的摩爾比可為ioo : i到i : i，優選為
310 : i-i : i。所述反應的反應溫度可為70°C -IO(TC，反應時間可為15min-24h。 在所述反應的反應過程中可使反應體系處於靜置狀態或處於攪拌狀態。 本發明製備出了一種新型的螢光性銀納米顆粒。該顆粒在自然光條件下即可發出
螢光，其螢光量子產率高於0. 5%，並可以通過離心，在4000-6000rpm的轉速下完全沉出。
當在4t:下避光保存時，其螢光可以穩定4個月以上。通過控制反應條件(如避光或自然光
照射，攪拌或靜置等)，可以得到不同發射波長(420nm-480nm之間)的螢光顆粒。該方法簡
單、快速，為螢光性貴金屬納米顆粒的合成提供了新的途徑。
圖1為實施例1製備的螢光性銀納米顆粒的透射電鏡圖。
圖2為實施例1製備的螢光性銀納米顆粒的紫外吸收光譜圖。
圖3為實施例1製備的螢光性銀納米顆粒的螢光發射圖。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發明的方法進行說明。下述實施例中所述方法，如無特 殊說明，均為常規方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。
實施例1 7(TC下，將3iimo1 AgN03加入到含有5mM十六烷基三甲基氯化銨和2mM抗壞血酸 的10mL純水中，避光攪拌反應2h，得到螢光性銀納米顆粒。在螢光分光光度計上測得該銀 納米顆粒的螢光發射峰在475nm。在自然光下，以黑色背景觀察時，該銀納米顆粒發出藍綠 色螢光。其螢光量子產率為0.5%。
實施例2 IO(TC下，將lOiimol Ag冊3加入到含有0. lmM十六烷基三甲基溴化銨和2mM抗壞 血酸的10mL純水中，避光攪拌反應15min，得到螢光性銀納米顆粒。該銀納米顆粒的螢光發 射峰在440nm，在自然光下，以黑色背景觀察時，該銀納米顆粒發出藍色螢光。其螢光量子產 率為0. 7%。
實施例39(TC下，將3 ii mol AgN03加入到含有5mM十六烷基三甲基氯化銨和2mM抗壞血酸 的lOmL純水中，避光靜置反應lh，得到螢光性銀納米顆粒。該銀納米顆粒的螢光發射峰為 425nm-475nm間存在寬峰，在自然光下，以黑色背景觀察時，該銀納米顆粒發出藍色螢光。其 螢光量子產率為0.8%。
實施例490。C下，將5iimo1 AgC104加入到含有lmM十六烷基三甲基氯化銨和2mM抗壞血 酸的10mL純水中，光照下攪拌反應0. 5h，得到螢光性銀納米顆粒。該銀納米顆粒的螢光發 射峰為450nm-475nm間存在寬峰，在自然光下，以黑色背景觀察時，該銀納米顆粒發出藍色 螢光。其螢光量子產率為0.6%。
實施例59(TC下，將5iimo1 Ag2S04加入到含有5mM十六烷基三甲基氯化銨和2mM抗壞血酸的10mL純水中，避光攪拌反應24h，得到螢光性銀納米顆粒。該銀納米顆粒的螢光發射峰 在475nm左右，在自然光下，以黑色背景觀察時，該銀納米顆粒發出藍綠色螢光。其螢光量 子產率為0.8%。
實施例6 80。C下，將10 ii mol乙酸銀加入到含有0. lmM十六烷基三甲基溴化銨和lmM抗壞 血酸的lOmL純水中，避光靜置反應12h，得到螢光性銀納米顆粒。該銀納米顆粒的螢光發射 峰在450nm左右，在自然光下，以黑色背景觀察時，該銀納米顆粒發出藍色螢光。其螢光量 子產率為0. 7%。
實施例7 90。C下，將lOiimol AgN03加入到含有10mM十六烷基三甲基氯化銨和lmM抗壞血 酸的10mL純水中，避光攪拌反應2h，得到螢光性銀納米顆粒。該銀納米顆粒的螢光發射峰 在475nm左右，在自然光下，以黑色背景觀察時，該銀納米顆粒發出藍綠色螢光。其螢光量 子產率為0. 5%。 除了上述實施例外，本發明還可以有其它多種實施例。在不背離本發明精神及其 實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可能根據本發明做出各種相應的改變和變形，但這 些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
一種螢光性銀納米顆粒的製備方法，包括下述步驟將包裹劑和還原劑的混合水溶液與可溶性銀鹽相混合，並在避光或光照的條件下反應，得到螢光性銀納米顆粒；其中，所述包裹劑為十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨或二十二烷基三甲基氯化銨，所述還原劑為抗壞血酸、水合肼、硫酸羥胺、鹽酸羥胺或硝酸羥胺。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述可溶性銀鹽選自下述至少一種AgN03、AgC104、Ag2S04和乙酸銀。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述包裹劑與所述可溶性銀鹽中銀離子的摩爾比為ioo : i-i : io，優選為io : i-i : 5。
4. 根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特徵在於所述還原劑與所述可溶性銀鹽中銀離子的摩爾比為ioo : i到i : i，優選為io : i-i : i。
5. 根據權利要求l-4中任一所述的方法，其特徵在於所述反應的反應溫度為70°C -IO(TC，反應時間為15min-24h。
6. 根據權利要求1-5中任一所述的方法，其特徵在於所述反應的反應過程中使反應 體系處於靜置狀態或處於攪拌狀態。
7. 權利要求1-6中任一所述方法製備得到的螢光性銀納米顆粒。
全文摘要
本發明公開了一種螢光性銀納米顆粒及其製備方法。該螢光性銀納米顆粒是按照包括下述步驟的方法製備得到的將包裹劑和還原劑的混合水溶液與可溶性銀鹽相混合，並在避光或光照的條件下反應，得到螢光性銀納米顆粒；其中，所述包裹劑為十六烷基三甲基氯化銨或十六烷基三甲基溴化銨，所述還原劑為抗壞血酸。該顆粒在自然光條件下即可發出螢光，其螢光量子產率高於0.5％，並可以通過離心，在4000-6000rpm的轉速下完全沉出。當在4℃下避光保存時，其螢光可以穩定4個月以上。通過控制反應條件(如避光或自然光照射，攪拌或靜置等)，可以得到不同發射波長(420nm-480nm之間)的螢光顆粒。該方法簡單、快速，為螢光性貴金屬納米顆粒的合成提供了新的途徑。
文檔編號C09K11/56GK101792665SQ20091024417
公開日2010年8月4日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者袁勳, 陳義 申請人:中國科學院化學研究所