一种金纳米簇发光水凝胶的制备方法与信息加密中的应用技术

本发明专利技术涉及一种金纳米簇发光水凝胶的制备方法与信息加密中的应用，该金纳米簇发光水凝胶是由DPT与氯金酸和水共同作用形成的。本发明专利技术的水凝胶在冻干，失去水分子以后荧光猝灭，再加入水以后能够重新“唤醒”荧光，且具有较好的重复性，可用于信息加密。本发明专利技术的金纳米簇发光水凝胶制备方法简单，成本低廉；检测手段简单快捷，易于观察；可以重复使用。可以重复使用。可以重复使用。

【技术实现步骤摘要】
一种金纳米簇发光水凝胶的制备方法与信息加密中的应用


[0001]本专利技术涉及一种金纳米簇发光水凝胶的制备方法与在信息加密中的应用，属于新材料领域。

技术介绍

[0002]21世纪是高速发展的时代，随着科学技术的更迭与互联网大数据的普及，“信息”一词开始频繁的出现在我们的日常生活中，信息技术为我们的生活带来了极大的便利与效率，但随之而来的也是更大的挑战。社会信息化程度越高，产生的信息数据越多，面临的信息安全挑战也越大，如何简单有效地进行信息加密，保护信息安全，是个人、企业、政府、国家都需要应对的挑战。因此，信息存储安全已经成为科研领域的一大热点，如何制备出普适性、保密性好且价格低廉的信息存储材料一直是我们研究的重点。
[0003]具有荧光特性的物质可以在特定波长激发下呈现特定的颜色，这种性能使其可以很好的应用于情报信息安全领域，同时为了满足性能、效用和价格等方面的需求，对寻找合适的荧光材料提出了更高的要求。金属纳米团簇(一般是金、银、铜)作为一种具有良好荧光性能物质被科学家们寄予了厚望。金属纳米团簇由内部金属核和外围配体组成，其发光原理是基于超小尺寸的金属纳米团簇的配体和金属核之间发生电子转移，以及金属
‑
金属之间的相互作用，使其呈现一定的荧光特性。
[0004]金纳米团簇简称金簇，因其良好的稳定性和生物相容性而得到业界人士的赏识，有关于提高金纳米簇发光性能的专利和文献报道也有很多，例如：CN108500286A公开了一种新型荧光金纳米团簇的制备方法，CN108586643A公开了一种电致化学发光水凝胶复合材料及其制备方法与应用，CN108031857A公开了一种发红色荧光的金纳米团簇的制备方法。但是，目前已知的发光金纳米簇的制备方法相对繁琐、大部分需要引入新的添加剂或者有机溶剂。因此，亟需一种简单易行的提高金纳米簇发光性能的方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种金纳米簇发光水凝胶的制备方法与信息加密中的应用。
[0006]术语说明：
[0007]DTP
‑
AuNCs：是一种由4，6
‑
二氨基
‑2‑
巯基嘧啶(简称DPT)为配体和还原剂、以金为核的纳米团簇。DPT含有多个氢键位点，在水溶液中，达到一定浓度是可以自发形成水凝胶。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶，是DPT与氯金酸在水中反应形成金簇的过程中，原位形成的水凝胶。该水凝胶在金纳米簇生长的过程中原位形成，不需要额外加入添加剂，并且其荧光强度具有“水敏可逆性”。
[0010]根据本专利技术，优选的，在水中反应过程中，所述的DPT的摩尔浓度为：25～70mmol
·
L
‑1；
[0011]优选的，所述的氯金酸的摩尔浓度为：3.5～10mg
·
mL
‑1。
[0012]根据本专利技术，上述金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶的制备方法，包括步骤如下：
[0013]将水加入到DPT固体中，超声处理使DPT溶解并混合均匀，然后滴加氯金酸并漩涡使其充分反应，后于室温下放置成胶一段时间，即可得到倒置不流动的发光水凝胶。
[0014]根据本专利技术的制备方法，优选的，所述的DPT:AuNCs的浓度比为：1(mg
·
mL
‑1)：6～8 (mmol
·
L
‑1)，最优选为1mg
·
mL
‑1：7mmol
·
L
‑1。
[0015]根据本专利技术的制备方法，优选的，漩涡时间为1～2分钟。
[0016]根据本专利技术的制备方法，优选的，超声处理的超声频率为30～50kHz，超声功率为140 ～160W，超声时间为5～15分钟。
[0017]根据本专利技术的制备方法，优选的，放置成胶时间为20～30小时，进一步优选为24小时。
[0018]根据本专利技术的制备方法，优选的，放置成胶温度为15～30℃，进一步优选为20℃。
[0019]根据本专利技术，上述金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶在信息加密中的应用。
[0020]本专利技术的原理：
[0021]DPT既做保护剂也做还原剂，通过Au
‑
S键和氯金酸作用，形成DPT
‑
AuNCs。在DPT
‑
AuNCs合成过程中，DPT表面的氨基可以和水分子形成氢键，形成“亲水微区”而DPT 中的六元杂环相互靠近形成“疏水微区”，这使得样品发生微观相分离，从而形成凝胶结构。
[0022]在DPT
‑
AuNCs浓度过低时，样品以溶液状态存在，无法形成凝胶，DPT
‑
AuNCs分子热运动较强，样品不会发光；将DPT
‑
AuNCs水凝胶冻干后，DPT中的六元杂环之间的π
‑
π堆积过于严重，也会引起了荧光猝灭。而凝胶特有的三维网络结构，一方面可以“固化”DPT
‑
AuNCs，避免分子热运动；另一方面又避免DPT中的六元杂环之间的π
‑
π堆积过于严重，所以制备出的水凝胶表现出优异的发光性能。该金簇通过简单的水分子的添加/去除，就能触发荧光的“开
‑
关”，以用在信息加密的应用。
[0023]本专利技术中，DPT
‑
AuNCs水凝胶的制备过程是经过大量实验创造性得到的。如果直接将氯金酸滴加到DPT固体中再加入水，则会由于氯金酸的局部浓度过高而导致碳化而无法达到预期目的；如果选择其他的有机溶剂，也无法得到发光凝胶。
[0024]本专利技术的突出特点和有益效果是：
[0025]1、本专利技术中DPT
‑
AuNCs是贵金属簇合物，属于新型无机有机杂化材料，结构新颖，性质稳定，合成方法简单。
[0026]2、本专利技术中形成的水凝胶制备操作简单且对环境无污染性，形成条件容易保持，实验重复性好。
[0027]3、本专利技术的DPT
‑
AuNCs发光水凝胶荧光特性和凝胶化原位形成，不需要额外添加其他添加剂，荧光性能好且检测方便，使用手提式紫外灯即可观察到荧光，操作简单，易于实现。
[0028]4、本专利技术制备的DPT
‑
AuNCs发光凝胶失水得到干凝胶，荧光猝灭，在重新加水/用水蒸气润湿以后重新产生荧光现象，且重复性良好。可用于水分子触发的信息加密/解密，操作简单，易于观察。
[0029]本专利技术所阐述的材料特征用以下方法测试：
[0030]1、扫描电子显微镜(SEM)。通过SEM可以观察水凝胶的形貌。
[0031]2、透射电子显微镜(TEM)。通过TEM可以进一步观察水凝胶的形貌。
[0032]3、荧光光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶，其特征在于，该发光水凝胶是DPT与氯金酸在水中反应形成金簇的过程中，原位形成的水凝胶。2.根据权利要求1所述的金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶，其特征在于，在水中反应过程中，所述的DPT的摩尔浓度为：25～70mmol
·
L
‑1。3.根据权利要求1所述的金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶，其特征在于，所述的氯金酸的摩尔浓度为：3.5～10mg
·
mL
‑1。4.一种权利要求1所述的金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶的制备方法，包括步骤如下：将水加入到DPT固体中，超声处理使DPT溶解并混合均匀，然后滴加氯金酸AuNCs并漩涡使其充分反应，后于室温下放置成胶一段时间，即可得到倒置不流动的发光水凝胶。5.根据权利要求4所述的金纳米簇DTP
‑
AuNCs发光水凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈静林，刘琪，付婧，齐伟，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：