首页 > 专利 > 安徽师范大学 > 一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法专利详情

一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法   0    0

有效专利 查看PDF
专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-12-19
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2018-06-26
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-02-09
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-12-19
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201711373695.8 申请日 2017-12-19
公开/公告号 CN108097981B 公开/公告日 2021-02-09
授权日 2021-02-09 预估到期日 2037-12-19
申请年 2017年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 B22F9/24B22F1/02B82Y40/00 主分类号 B22F9/24
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 8
权利要求数量 9 非专利引证数量 1
引用专利数量 1 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2012.10.17崔杰.Au@SnO2核/壳纳米颗粒薄膜的制备及其气敏性能的研究《.硕士论文》.2011,;
引用专利 EP2511028A 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 安徽师范大学 当前专利权人 安徽师范大学
发明人 房彩虹、丁倩 第一发明人 房彩虹
地址 安徽省芜湖市弋江区花津南路安徽师范大学 邮编 241000
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 安徽省 申请人所在市 安徽省芜湖市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
芜湖安汇知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
尹婷婷
摘要
本发明公开了一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法,在棒状AuNR纳米颗粒的基础上通过加入十六烷基三甲基溴化铵水溶液、加入氨水溶液调节体系的PH为10~11、加入SnCl4水溶液并经水热反应得到核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒。本方法操作简单、所需设备简单,根据本发明公开的方法得到的Au@SnO2纳米颗粒的分散性较好,无聚集堆积现象,其对环境变化响应更为灵敏。
  • 摘要附图
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图1
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图2
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图3
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图4
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图5
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图6
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图7
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图8
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图9
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
  • 说明书附图:图10
    一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-02-09 授权
2 2018-06-26 实质审查的生效 IPC(主分类): B22F 9/24 专利申请号: 201711373695.8 申请日: 2017.12.19
3 2018-06-01 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
S1:种子溶液的制备:向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中加入HAuCl4水溶液混合均匀,再向其中加入新配制的NaBH4冰水溶液,在35℃恒温条件中保持2−5h得到种子溶液;
S2:AuNR纳米颗粒的制备:向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中依次加入HAuCl4水溶液、AgNO3水溶液和HCl溶液,并在搅拌条件下加入抗坏血酸水溶液,待溶液被还原为无色后立即加入步骤S1中制备的种子溶液,35℃恒温反应5−24小时,即可得到AuNR纳米颗粒的溶液;
S3:Au@SnO2纳米颗粒的制备:取步骤S2得到的AuNR纳米颗粒的溶液离心之后再分散到等体积的去离子水中,加入十六烷基三甲基溴化铵水溶液,搅拌充分于60℃静置5 10min;
~
然后加入氨水溶液调节体系的PH为10~11,随后加入SnCl4水溶液并在90℃下水浴加热搅拌反应35分钟;
所述步骤S2中的AuNR纳米颗粒的溶液经离心分离后即可得到具有棒状结构的AuNR纳米颗粒,纳米棒的长度为50 120nm。
~

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液和NaBH4冰水溶液的摩尔浓度之比为(0.08~0.15):(0.005~0.015):
(0.005 0.015)。
~

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液、NaBH4冰水溶液的体积之比为10000:(125~300):(500~1200)。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液、AgNO3水溶液、HCl溶液和抗坏血酸水溶液的摩尔浓度之比为(0.08
0.15):(0.005 0.015):(0.005 0.015):(0.5 1.5):0.1。
~ ~ ~ ~

5.根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液、AgNO3水溶液、HCl溶液、抗坏血酸水溶液和种子溶液的体积之比为(30000 50000):(1000 2000):(300 500):(700 1000):(300 600):(50 800)。
~ ~ ~ ~ ~ ~

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、氨水溶液和SnCl4水溶液的摩尔浓度之比为(0.08~0.15):(0.05~0.15):(0.0005
0.002)。
~

7.根据权利要求1或6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,AuNR纳米颗粒的溶液、十六烷基三甲基溴化铵水溶液和SnCl4水溶液的体积之比为(10~20):(3~8):(15~35)。

8.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒,其特征在于,所述核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒为核壳结构的棒状纳米粒子。

9.根据权利要求8所述的核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒,其特征在于,所述核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒的光学响应波长较AuNR纳米颗粒有明显的红移。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于无机纳米材料领域和表面等离子体共振研究领域,具体涉及到一种核壳结构Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

[0002] 贵金属纳米颗粒由于具有局域表面等离子体共振效应而具有丰富的光学性质,这一光学响应随颗粒的组成、形貌、大小等因素的变化而变化。
[0003] 金纳米颗粒由于比较稳定且形貌可塑而备受人们的关注。其中,Au@SnO2核壳纳米颗粒在传感器和催化作用上的应用非常广泛。它可以调节传感器中的局域表面等离子体共振,使气体传感器具有更高的灵敏度和可选择性。在催化应用上,增强光子捕获和活性氧的产生,提高可见光催化性能,可以消除水污染。
[0004] 但目前合成Au@SnO2纳米颗粒具有以下几个问题:第一,合成产率不高且需要繁琐的合成步骤;第二,合成的条件比较苛刻;第三,合成的核壳纳米颗粒极易发生严重的聚集。因此,为了大幅度提高Au@SnO2纳米颗粒的应用,就必须发展一种简单且产率较高的Au@SnO2纳米颗粒的合成方法。

发明内容

[0005] 针对以上不足,本发明公开了一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法,本方法操作简单且采用水浴加热的方法,通过改变合成条件可以得到不同壳厚度的Au@SnO2纳米颗粒。
[0006] 本发明所采取的技术方案为:
[0007] 一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0008] S1:种子溶液的制备:向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中加入HAuCl4水溶液混合均匀,再向其中加入新配制的NaBH4冰水溶液,在35℃恒温条件中保持 2-5h得到种子溶液;
[0009] S2:AuNR纳米颗粒的制备:向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中依次加入 HAuCl4水溶液、AgNO3水溶液和HCl溶液,并在搅拌条件下加入抗坏血酸水溶液,待溶液被还原为无色后立即加入步骤A中制备的种子溶液,35℃恒温反应 5-24小时,即可得到AuNR纳米颗粒的溶液;
[0010] S3:Au@SnO2纳米颗粒的制备:取步骤S2得到的AuNR纳米颗粒的溶液离心之后再分散到等体积的去离子水中,加入十六烷基三甲基溴化铵水溶液,搅拌充分于60℃静置5~10min;然后加入氨水溶液调节体系的pH为10~11,随后加入SnCl4水溶液并在90℃下水浴加热搅拌反应35分钟。
[0011] 所述步骤S2中的AuNR纳米颗粒的溶液经离心分离后即可得到具有棒状结构的AuNR纳米颗粒,纳米棒的长度为60~120nm。
[0012] 所述步骤S1中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液和NaBH4冰水溶液的摩尔浓度之比为(0.08~0.15):(0.005~0.015):(0.005~0.015)。
[0013] 所述步骤S1中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液、NaBH4冰水溶液的体积之比为10000:(125~300):(500~1200)。
[0014] 所述步骤S2中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液、AgNO3水溶液、HCl溶液和抗坏血酸水溶液的摩尔浓度之比为(0.08~0.15):  (0.005~0.015):(0.005~0.015):(0.5~1.5):0.1。
[0015] 所述步骤S2中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、HAuCl4水溶液、AgNO3水溶液、HCl溶液、抗坏血酸水溶液和种子溶液的体积之比为(30000~50000): (1000~2000):(300~500):(700~1000):(300~600):(50~800)。
[0016] 所述步骤S3中,十六烷基三甲基溴化铵水溶液、氨水溶液和SnCl4水溶液的摩尔浓度之比为(0.08~0.15):(0.05~0.15):(0.0005~0.002)。
[0017] 所述步骤S3中,AuNR纳米颗粒的溶液、十六烷基三甲基溴化铵水溶液和 SnCl4水溶液的体积之比为(10~20):(3~8):(15~35)。
[0018] 进一步地,所述步骤S3中,加入氨水溶液调节体系在37℃时的pH为10.75。
[0019] 本发明还提供了根据上述制备方法制备得到的核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒,所述核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒为核壳结构的棒状纳米粒子。
[0020] 本发明首先制备得到了棒状的AuNR纳米颗粒,然后在十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂的作用下,在碱性的环境中,棒状的AuNR纳米颗粒与SnCl4反应生成棒状核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒。所述核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒的光学响应波长较AuNR纳米颗粒有明显的红移。
[0021] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0022] 1、本发明提供的制备方法简单,反应条件简易,所需设备简单;
[0023] 2、Au@SnO2纳米颗粒的分散性较好,无聚集堆积现象;
[0024] 3、在棒状AuNR纳米颗粒的基础上进一步合成了具有核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒,其具有较高的比表面积。

实施方案

[0035] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0036] 实施例1
[0037] 一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0038] S1:种子溶液的制备:取10mL的0.1M的CTAB水溶液于一试管中,然后加入125μL的0.01M的HAuCl4水溶液,最后加入900μL的新配制的0.01M 的NaBH4冰水溶液,摇匀后将溶液放置在35℃的烘箱中2h;
[0039] S2:AuNR纳米颗粒的制备:取40mL的0.1M的CTAB水溶液于一烧杯中,依次加入1.75mL的0.01M的HAuCl4水溶液、400μL的0.01M的AgNO3水溶液、 800μL的1M的HCl溶液,搅拌条件下加入320μL的0.1M的抗坏血酸水溶液,变无色后立即加入上述种子溶液100μL,放入
35℃的烘箱中放置12小时;得到 AuNR纳米颗粒溶液;将AuNR纳米颗粒溶液离心后并测其在水溶液中的消光光谱图和扫描电镜图,如图1所示,从图中可以看到,所得产物为棒状AuNR 纳米颗粒,其长度为50~120nm;
[0040] S3:Au@SnO2纳米颗粒的制备:取制备好的AuNR纳米颗粒溶液15mL离心之后再分散到15mL去离子水中,放于50毫升的试管中,之后再加入5mL的 0.1M的十六烷基三甲基溴化铵水溶液,搅拌充分之后放入60℃烘箱静置 5~10min,取出试管加入0.1M的氨水溶液调节体系在37℃时的PH为10.75,随后加入0.002M的SnCl4水溶液25mL并在90℃下水浴加热搅拌反应35分钟即可,离心后即可得到所述Au@SnO2纳米颗粒。
[0041] 并测其在水溶液中的消光光谱图和透射电镜图,如图2所示,从透射电镜图中可以看到,所得产物为核壳结构棒状纳米颗粒,其壳的厚度为18~22nm。从消光光谱图中可以看出,Au@SnO2纳米颗粒的最大吸光度处对应的波长相较 AuNR纳米颗粒从762nm红移到了780nm。
[0042] 对所得的产物进行EDS mapping测试,测试结果如图3所示,结果表明所得产物为Au@SnO2纳米颗粒。
[0043] 实施例2
[0044] 一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0045] S1:种子溶液的制备:取10mL的0.15M的CTAB水溶液于一试管中,然后加入150μL的0.015M的HAuCl4水溶液,最后加入1200μL的新配制的0.015M 的NaBH4冰水溶液,摇匀后将溶液放置在35℃的烘箱中2h;
[0046] S2:AuNR纳米颗粒的制备:取50mL的0.08M的CTAB水溶液于一烧杯中,依次加入2.0mL的0.012M的HAuCl4水溶液、500μL的0.008M的AgNO3水溶液、1000μL的1.3M的HCl溶液,搅拌条件下加入500μL的0.1M的抗坏血酸水溶液,变无色后立即加入上述种子溶液150μL,放入35℃的烘箱中放置 12小时;得到AuNR纳米颗粒溶液;
[0047] S3:Au@SnO2纳米颗粒的制备:取制备好的AuNR纳米颗粒溶液20mL离心之后再分散到20mL去离子水中,放于50毫升的试管中,之后再加入8mL的 0.15M的十六烷基三甲基溴化铵水溶液,搅拌充分之后放入60℃烘箱静置 5~10min,取出试管加入0.1M的氨水溶液调节体系在37℃时的PH为10.05,随后加入0.002M的SnCl4水溶液30mL并在90℃下水浴加热搅拌反应35分钟,离心后即可得到所述Au@SnO2纳米颗粒。
[0048] 并测其在水溶液中的消光光谱图和透射电镜图,分别如图4、图5所示,从图5中可以看到,所得产物为核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒,其壳的厚度为 10~18nm。从图4中可以看出,Au@SnO2纳米颗粒的波长相较AuNR纳米颗粒从788nm红移到了806nm。
[0049] 实施例3
[0050] 一种核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0051] S1:种子溶液的制备:取10mL的0.15M的CTAB水溶液于一试管中,然后加入300μL的0.005M的HAuCl4水溶液,最后加入1200μL的新配制的0.015M 的NaBH4冰水溶液,摇匀后将溶液放置在35℃的烘箱中2h;
[0052] S2:AuNR纳米颗粒的制备:取30mL的0.15M的CTAB水溶液于一烧杯中,依次加入2.0mL的0.015M的HAuCl4水溶液、500μL的0.015M的AgNO3水溶液、900μL的1.5M的HCl溶液,搅拌条件下加入600μL的0.1M的抗坏血酸水溶液,变无色后立即加入上述种子溶液200μL,放入35℃的烘箱中放置12 小时;得到AuNR纳米颗粒溶液;
[0053] S3:Au@SnO2纳米颗粒的制备:取制备好的AuNR纳米颗粒溶液10mL 离心之后再分散到10mL去离子水中,放于50毫升的试管中,之后再加入3mL 的0.08M的十六烷基三甲基溴化铵水溶液,搅拌充分之后放入60℃烘箱静置 5~10min,取出试管加入0.1M的氨水溶液调节体系在37℃时的PH为10.90,随后加入0.001M的SnCl4水溶液35mL并在90℃下水浴加热搅拌反应35分钟,离心后即可得到所述Au@SnO2纳米颗粒。
[0054] 并测其在水溶液中的消光光谱图和透射电镜图,如图6所示,从图中可以看到,所得产物为核壳结构的Au@SnO2纳米颗粒,其壳的厚度为20~25nm。从图中可以看出,Au@SnO2纳米颗粒的波长相较AuNR纳米颗粒从841nm红移到了860nm。
[0055] 实施例4
[0056] 取实施例1中的步骤S3反应生成的Au@SnO2纳米颗粒的溶液1mL分散到 2mL的去离子水中,装入到比色皿中,在激光器上测试在不同波长的激光照射下,溶液的温度随时间的变化曲线,并以水作为空白对照,测试效果如图7所示,测试结果如图8所示。从图8可以看出Au@SnO2纳米颗粒的水溶液对韩静的变化相应较为灵敏,在特定波长激光照射下,随着时间的延长,体系的温度逐渐上升,最后达到一平衡的温度数值,激光的波长越大,温度的上升速度越高,最终达到平衡温度数值越大。根据此特点,本发明提供的Au@SnO2纳米颗粒可应用于生物医学领域,杀死及抑制癌细胞的生长。
[0057] 比较例1
[0058] 其他同实施例1,只是在步骤S3中以0.1M的氨水溶液调节体系在37℃时的PH为9.5,最后得到的Au@SnO2纳米颗粒的TEM图如图9所示,从图中可见,如果调整了体系的pH在本发明公开的范围之外,则得到的Au@SnO2纳米颗粒的分散性较差,且核壳结构不完整。
[0059] 比较例2
[0060] 其他同实施例1,只是在步骤S3中以0.1M的氨水溶液调节体系在37℃时的PH为11.5,最后得到的Au@SnO2纳米颗粒的TEM图如图10所示,从图中可见,如果调整了体系的pH在本发明公开的范围之外,则得到的Au@SnO2纳米颗粒的分散性较差,且核壳结构不完整。
[0061] 上述参照实施例对一种核壳结构Au@SnO2纳米颗粒及其制备方法进行的详细描述,是说明性的而不是限定性的,可按照所限定范围列举出若干个实施例,因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改,应属本发明的保护范围之内。

附图说明

[0025] 图1为实施例1所得的AuNR纳米颗粒在水溶液中的消光光谱图(A)和对应的扫描电镜图(B);
[0026] 图2为实施例1所得的Au@SnO2纳米颗粒在水溶液中的消光光谱图(A) 和对应的透射电镜图(B);
[0027] 图3为Au@SnO2纳米颗粒的EDS mapping测试结果;
[0028] 图4为实施例2所得的Au@SnO2纳米颗粒在水溶液中的消光光谱图;
[0029] 图5为实施例2所得的Au@SnO2纳米颗粒的透射电镜图;
[0030] 图6为实施例3所得的Au@SnO2纳米颗粒在水溶液中的消光光谱图(A) 和对应的透射电镜图(B);
[0031] 图7为实施例1所得的Au@SnO2纳米颗粒在水溶液中的激光测试示意图;
[0032] 图8为实施例1所得的Au@SnO2纳米颗粒水溶液中的激光测试结果;
[0033] 图9为比较例1得到的Au@SnO2纳米颗粒的透射电镜图;
[0034] 图10为比较例2得到的Au@SnO2纳米颗粒的透射电镜图。
版权所有:盲专网 ©2023 zlpt.xyz  蜀ICP备2023003576号