本发明专利技术公开了一种多层核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2纳米复合材料及其制备方法，属于纳米复合材料制备的技术领域。所述方法首先制备Au@SiO2核壳结构纳米材料，然后依次加入抗坏血酸、硝酸银以及氢氧化钠，随后加入氨基硅烷溶液，然后加入硅酸钠溶液，室温搅拌后移入93℃油浴中反应，最后停止加热并自然降温。所述的纳米复合材料具有检测灵敏度高、拉曼信号强、重现性好以及准确度高的特点。所述制备方法主要是以化学法制备，通过超薄SiO2层包覆在不同贵金属之间降低了由晶格不匹配引起的缺陷，从而进一步增强目标分子的拉曼信号。本发明专利技术所制备的拉曼探针易于功能化，使其作用范围广。
【技术实现步骤摘要】
多层核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2纳米复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种多层复杂核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2拉曼探针制备方法，具体是将超薄的SiO2包覆在具有拉曼增强效应Au和Ag表界面上，属于纳米复合材料制备的
技术介绍
贵金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应(LSPR)拓宽了其使用范围，而表面增强拉曼(SERS)标记技术作为一种光谱标记技术，它利用金或银等贵金属纳米颗粒表面等离子体共振特性，将吸附于粗糙金属表面的分子的拉曼信号放大106～1014倍，能检测吸附在材料表面的单分子层或亚单分子层，并提供表面分子丰富的结构信息，以得到吸附的拉曼活性分子的拉曼信号(见参考文献[1]：Samal,A.K.；Polavarapu,L.；Rodal-Cedeira,S.；Liz-Marzan,L.M.；Perez-Juste,J.；Pastoriza-Santos,I.,SizeTunableAu@AgCoreShellNanoparticles:SynthesisandSurface-EnhancedRamanScatteringProperties.Langmuir2013,29(48),15076-15082；JianFengLi,YiFanHuang,YongDing,ZhiLinYang,SongBoLi,XiaoShunZhou,FengRuFan,WeiZhang,ZhiYouZhou,DeYinWu,BinRen,ZhongLinWang,ZhongQunTian,Shell-isolatednanoparticle-enhancedRamanspectroscopy.Nature2010,464,392-395.)。与Au纳米材料相比，银纳米材料展现出更强的表面等离子体共振效应以及折射灵敏度(见参考文献[2]：Lee,Y.H.；Chen,H.J.；Xu,Q.H.；Wang,J.F.RefractiveIndexSensitivitiesofNobleMetalNanocrystals:TheEffectsofMultipolarPlasmonResonancesandtheMetalType.J.Phys.Chem.C2011,115,7997-8004.)因此，众多科研人员试图将Au和Ag合并到一起，使其优势互补并且整体效果明显增强，由此合成出多种Au和Ag的纳米复合材料其SERS检测效果明显优于单一贵金属纳米复合材料(见参考文献[3]：R.Jiang,H.Chen,L.Shao,Q.Li,J.Wang,Adv.Mater.2012,24(35),OP200；c)I.H.Lee,J.M.Lee,Y.Jung,ACSAppl.Mater.Interfaces2014,6(10),7659.)。Ma小组通过Au纳米颗粒作为种子，柠檬酸作为还原剂，十六烷基三甲基氯化铵(CTAB)作为保护剂合成了Au@Ag纳米立方体，其银壳厚度可通过AgNO3的加入量调节(见参考文献[4]：Ma,Y.；Li,W.；Cho,E.C.；Li,Z.；Yu,T.；Zeng,J.；Xie,Z.；Xia,Y.,Au@AgCore-ShellNanocubeswithFinelyTunedandWell-ControlledSizes,ShellThicknesses,andOpticalProperties.AcsNano2010,4(11),6725-6734.)；Samal小组利用银外延生长的方法用抗坏血酸、AgNO3、氢氧化钠将银壳缓慢的生长在Au核表面形成Au@Ag核壳结构纳米颗粒，极大的增强了检测过程中SERS效果(见参考文献[5]：Samal,A.K.；Polavarapu,L.；Rodal-Cedeira,S.；Liz-Marzan,L.M.；Perez-Juste,J.；Pastoriza-Santos,I.,SizeTunableAu@AgCoreShellNanoparticles:SynthesisandSurface-EnhancedRamanScatteringProperties.Langmuir2013,29(48),15076-15082.)。Feng小组将4-巯基苯甲酸探针分子置于Au核和Ag壳之间，并且使用PSPAA包覆其表面抑制团聚，极大的提高了SERS的检测灵敏度，其功能化后的纳米复合材料能够用于成像和传感领域(见参考文献[6]：Feng,Y.；Wang,Y.；Wang,H.；Chen,T.；Tay,Y.Y.；Yao,L.；Yan,Q.；Li,S.；Chen,H.,Engineering"Hot"NanoparticlesforSurface-EnhancedRamanScatteringbyEmbeddingReporterMoleculesinMetalLayers.Small2012,8(2),246-251.)。然而，即使Au和Ag同属面心立方晶系而且有着相似的晶格参数(Au和Ag)，但是仍然会造成晶格缺陷，从而严重的降低杂化金属纳米复合材料的表面等离子体共振效应影响其SERS检测效果(见参考文献[7]：Y.Sun,Y.Xia,NanoLett.2003,3,1569；Y.Li,B.-P.Zhang,C.-H.Zhao,L.Zou,J.-X.Zhao,J.Mater.Res.2014,29(2),221.)。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，利用超薄的惰性SiO2壳层分隔贵金属Au和Ag以降低晶格缺陷对杂化金属纳米复合材料的表面等离子体共振效应的影响，使其能够在气相、固相和液相中能够充分发挥其SERS灵敏的检测效果。本专利技术提供一种同时具有不同单一贵金属Au或Ag拉曼增强特点的多层核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2纳米复合材料及其制备方法，所述的纳米复合材料具有检测灵敏度高、拉曼信号强、重现性好以及准确度高的特点。所述制备方法主要是以化学法制备，通过超薄SiO2层包覆在不同贵金属之间降低了由晶格不匹配引起的缺陷，从而进一步增强目标分子的拉曼信号。本专利技术提供的多层核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2纳米复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：第一步，Au@SiO2核壳结构纳米材料的制备：取氯金酸溶液加热至沸腾时，加入柠檬酸钠溶液并反应，溶液由淡黄色先变微蓝随后变为透明的棕红色，待反应完全后停止加热并自然冷却至室温。随后加入氨基硅烷溶液，室温搅拌，然后加入0.5～4ml0.04M硅酸钠溶液，室温搅拌后移入93℃油浴中反应后，停止加热并自然降温。第二步，Au@SiO2@Ag@SiO2核壳结构纳米材料的制备：黑暗条件下，在第一步的油浴加热后的溶液中依次加入抗坏血酸、硝酸银以及氢氧化钠，室温缓慢搅拌后，随后加入氨基硅烷溶液，室温搅拌，然后加入硅酸钠溶液，室温搅拌后移入93℃油浴中反应，最后停止加热并自然降温。本专利技术提供的制备多层核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2纳米复合材料方法的特点是：(1)同时具备了单一贵金属Au和Ag的纳米复合材料对拉曼信号增强的特点，而且其协同作用使其对拉曼信号增强远超过单一贵金属Au或Ag纳米复合材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多层核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，Au@SiO2核壳结构纳米材料的制备：取20～60ml质量百分比0.01％氯金酸溶液加热至沸腾时，加入0.1～0.5ml 1wt％柠檬酸钠溶液并反应，溶液由淡黄色先变微蓝随后变为透明的棕红色，待反应完全后停止加热并自然冷却至室温；随后加入氨基硅烷溶液，室温搅拌，然后加入0.5～4ml 0.04M硅酸钠溶液，室温搅拌后移入90～96℃油浴中反应后，停止加热并自然降温，得到Au@SiO2核壳结构纳米材料；第二步，Au@SiO2@Ag@SiO2核壳结构纳米材料的制备：黑暗条件下，在第一步的Au@SiO2核壳结构纳米材料中依次加入0.1～1ml 0.1M抗坏血酸、0.1～1ml 0.1M硝酸银以及0.1～1ml 0.1M氢氧化钠，室温缓慢搅拌后，随后加入氨基硅烷溶液，室温搅拌，然后加入硅酸钠溶液，室温搅拌后移入90～96℃油浴中反应，最后停止加热并自然降温，得到Au@SiO2@Ag@SiO2核壳结构纳米材料。
【技术特征摘要】
1.一种多层核壳结构Au@SiO2@Ag@SiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，Au@SiO2核壳结构纳米材料的制备：取20～60ml0.01wt％氯金酸溶液加热至沸腾时，加入0.1～0.5ml1wt％柠檬酸钠溶液并反应，溶液由淡黄色先变微蓝随后变为透明的棕红色，待反应完全后停止加热并自然冷却至室温；随后加入氨基硅烷溶液，室温搅拌，然后加入0.5～4ml0.04M硅酸钠溶液，室温搅拌后移入90～96℃油浴中反应后，停止加热并自然降温，得到Au@SiO2核壳结构纳米材料；第二步，Au@SiO2@Ag@SiO2核壳结构纳米材料的制备：黑暗条件下，在第一步的Au@SiO2核壳结构纳米材料中依次加入0.1～1ml0.1M抗坏血酸、0.1～1ml0.1M硝酸银以及0.1～1ml0.1M氢氧化钠，室温缓慢搅拌后，随后加入氨基硅烷溶液，室温搅拌，然后加入硅酸钠溶液，室温搅拌后移入90～96℃油浴中反应，最后停止加热并自然降温，得到Au@SiO2@Ag@SiO2核壳结构纳米材料。2.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟锦，汪洋，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。