一种结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法技术

一种结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，属于纳米结构材料和光学性质的技术领域。本发明专利技术不同结构的银簇聚集体都是在室温下一步法定量制备的，而且可以通过简单地调节手性青霉胺和硝酸银的投料比实现；当银银相互作用作为主要驱动力时，形成的银簇聚集体表现出手性反转和发光行为，而氢键或偶极

【技术实现步骤摘要】
一种结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，具体涉及一种在不同非共价相互作用的驱动下，室温下水中一步法制备结构和光学性质可调的银簇聚集体的方法，属于纳米结构材料和光学性质的


技术介绍

[0002]银银相互作用是一种具有取向的非共价相互作用，而且具有迷人的组装特征和光物理性能，因此在包含银的金属有机和配位化合物中广泛设计和使用（Schmidbaur H, Schier A, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 746
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784）。但是，超分子自组装中银银相互作用的组装潜力还没有完全开发，主要因为它的力强度比共价键弱很多，所以稳定的组装结构很难形成。为了发展银银相互作用的组装潜力，人们提出了多重银银相互作用，并将它们应用于银纳米晶和纳米簇的超分子自组装中（Xie Y P, Jin J L, Duan G X, Lu X, Mak T C W, Coordin. Chem. Rev. 2017, 331, 54
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72; Chakraborty I, Pradeep T, Chem. Rev. 2017, 117, 8208
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8271; Kang X, Zhu M, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 2422
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2457）。与混合价的Ag(0/1)纳米簇相比，各向异性的多核Ag
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S纳米簇在银银相互作用和偶极
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偶极相互作用下更容易组装成1D和2D超结构。可以想象，多核银银相互作用以及其它多种非共价相互作用的协同（比如氢键和偶极
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偶极相互作用）能够调节银银相互作用，伴随着组装结构和光学性能的变化。
[0003]原位超分子自组装是一种有前途的组装策略，它能够从反应物直接得到高度有序的组装体，而且避免了多种分离和反应过程（Wang H, Li Y, Yu H, Song B, Lu S, Hao X Q, Zhang Y, Wang M, Hla S W, Li X, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 13187
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13195; Lu W, Gao P, Jian W B, Wang Z L, Fang J, J. Am. Chem. Soc.2004, 126, 14816
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14821）。这样的自组装过程在自然界是普遍存在的，比如DNA的复制以及蛋白质的合成，并表现出很好的应用前景（Tao Y, Li M, Ren J, Qu X, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 8636
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8663）。最近汪尔康等人通过超声方法成功论证了Ag
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S纳米簇复合物的原位自组装以及有趣的形貌转变，使我们认识到Ag
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S构筑嵌段的全部潜力，它将会在材料定制和生物应用方面开辟一片新的领域（Sang Y, Han J, Zhao T, Duan P, Liu M, Adv. Mater. 2019, 1900110）。虽然Ag
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S超结构的形成、增长、组装以及形貌转变机理还不是很清楚，它们各向异性的组装特征和强的发光性质引起了我们的很大兴趣。
[0004]各向异性的原位超分子自组装可以产生有趣的光学性质，比如手性反转和发光性质。但是，目前仍然缺少一个理想的体系理解这样的自组装过程和发光机理。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述不足之处，提供一种结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，随着手性青霉胺和硝酸银反应摩尔比的调节，制备所得银簇聚集体从纤维结构转变成片状结构，伴随着手性反转和发光现象消失。
[0006]本专利技术的技术方案，一种结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，通过调节手性青霉胺和硝酸银的投料比实现，具体步骤如下：（1）手性青霉胺的溶解：将不同质量的手性青霉胺溶于双蒸水中；（2）银簇聚集体的制备：将硝酸银溶液加入步骤（1）所得溶液中，在室温下搅拌，得到不同形貌和不同光学性质的结构和光学性质可调的银簇聚集体。
[0007]进一步地，步骤（1）和步骤（2）中对应的手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为1
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4：1。
[0008]进一步地，步骤（1）中所述手性青霉胺具体为D
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青霉胺或L
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青霉胺。
[0009]进一步地，当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为1：1时，得到纤维状的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为4：1时，得到片状的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比介于1：1和4：1之间时，得到纤维状和片状掺杂的银簇聚集体。
[0010]进一步地，当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比接近2：1时，形成的银簇聚集体结构以纤维状为主；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比接近3：1时，形成的银簇聚集体结构以片状为主。
[0011]进一步地，当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为1：1时，得到发光的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为4：1时，得到不发光的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比介于1：1和4：1之间时，得到亮度依次减弱的银簇聚集体。
[0012]进一步地，步骤（1）中所述手性青霉胺的质量依次是25 mg，37.5 mg，50 mg，75 mg和100 mg；分别溶于5mL双蒸水中。
[0013]进一步地，步骤（2）中取含有29mg硝酸银的硝酸银溶液3mL加入步骤（1）所得溶液中，在室温下搅拌1
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2h，得到不同形貌和不同光学性质的银簇聚集体。
[0014]进一步地，步骤（2）所得不同形貌和不同光学性质的银簇聚集体继续搅拌14d，得到结构和光学性质可调的纤维状的银簇聚集体。
[0015]进一步地，继续搅拌14d后，无论摩尔比如何，均得到纤维状的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为1：1时，得到发光的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为4：1时，得到不发光的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比介于1：1和4：1之间时，得到亮度依次减弱的银簇聚集体。
[0016]本专利技术所述的结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法及其驱动力，通过调节手性青霉胺和硝酸银的摩尔投料比（从1:1调节到4:1），银簇聚集体从纤维结构转变成片状结构，伴随着手性反转和发光现象消失。进一步长时间搅拌14天，银簇聚集体转变成纤维结构，但仍然没有手性反转和发光现象。多种表征手段表明，在快速搅拌过程中，纤维结构是由银银作用驱动形成的，而片状结构是由氢键作用驱动形成的；通过长时间搅拌，偶极
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偶极作用起了主要作用，它使纤维和片状结构都转变成纤维结构。而且，只有银银作用作为主要驱动力形成的纤维结构才显示出手性反转和发光性质，其它氢键和偶极
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偶极相互作用作为主要驱动力形成的片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，其特征在于：通过调节手性青霉胺和硝酸银的投料比实现，具体步骤如下：（1）手性青霉胺的溶解：将不同质量的手性青霉胺溶于双蒸水中；（2）银簇聚集体的制备：将硝酸银溶液加入步骤（1）所得溶液中，在室温下搅拌，得到不同形貌和不同光学性质的结构和光学性质可调的银簇聚集体。2.根据权利要求1所述结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，其特征在于：步骤（1）和步骤（2）中对应的手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为1
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4：1。3.根据权利要求1所述结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述手性青霉胺具体为D
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青霉胺或L
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青霉胺。4.根据权利要求2所述结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，其特征在于：当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为1：1时，得到纤维状的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比为4：1时，得到片状的银簇聚集体；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比介于1：1和4：1之间时，得到纤维状和片状掺杂的银簇聚集体。5.根据权利要求2所述结构和光学性质可调的银簇聚集体的制备方法，其特征在于：当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比接近2：1时，形成的银簇聚集体结构以纤维状为主；当手性青霉胺：硝酸银的摩尔比接近3：1时，形成的银簇聚集体结构以片状为主。6.根据权利要求2所述结构和光学性质可调的银...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令灿，吴林林，张琦，蒋瑜宏，周小新，
申请(专利权)人：无锡市疾病预防控制中心，
类型：发明
国别省市：