一種基于銀納米顆粒的自組裝材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于銀納米顆粒的自組裝材料及其制備方法，屬于核殼結構復合材料領域。
【背景技術】
[0002]由于具有小尺寸效應、量子隧穿效應等特殊的性質，納米材料受到了越來越廣泛的關注。其中，銀納米顆粒，由于具有貴金屬納米粒子特殊的性能，又加上較其它貴金屬金、鉑等具有價格優(yōu)勢，所以廣泛的應用到光、電、催化、傳感和生物等領域。
[0003]銀納米顆粒應用的前提是必須保證納米顆粒的穩(wěn)定性以及表面化學修飾的可能性。其中二氧化硅包覆形成核殼結構是一種理想的進一步穩(wěn)定使用銀納米顆粒的方法，這是因為:首先二氧化硅納米顆粒的包覆可以有效的阻止銀納米顆粒因為表面活性或者環(huán)境改變所引起的團聚，其次二氧化硅對銀納米顆粒的包覆有很好的光透明性，再次二氧化硅的包覆可以提高銀納米顆粒的分散性及水溶性，最后二氧化硅表面的羥基基團可以進一步的改性。
[0004]王彥等(介孔二氧化硅包覆銀納米顆粒的制備及抗菌性能，自然科學報)用正硅酸乙酯在銀顆粒表面原位生長二氧化硅殼層，方法復雜且制備消耗原料大。中國發(fā)明專利(201210113128.X)公開了一種二氧化硅包覆銀核的復合顆粒及其制備方法和應用，該方法制備出單核的復合顆粒，結構單一，且合成方法繁瑣。目前，尚未有關于區(qū)分單核及多核的復合結構的報道，因此，研宄一種簡單的方法實現(xiàn)復合結構的可控合成，以及實現(xiàn)單核或者多核的可控制備，具有重要的意義。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于銀納米顆粒的自組裝材料，該自組裝材料為一種核殼結構，內核由銀納米顆粒組成，外層是二氧化硅層，中間層為單寧酸配體層，結構可控，具有廣闊的市場前景。
[0006]本發(fā)明還提供了一種基于銀納米顆粒的自組裝材料的制備方法，該方法簡單可控，通過調節(jié)不同的原料加入順序，制備出不同結構的自組裝材料。
[0007]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案為:
本發(fā)明提供了一種基于銀納米顆粒的自組裝材料，所述自組裝材料為核殼結構，內核為銀納米顆粒，中間層為單寧酸配體，外層由二氧化硅包覆形成。
[0008]本發(fā)明提供的自組裝材料，內核為一個以上直徑為10-30nm的銀納米顆粒，單寧酸配體形成的中間層厚度為2-5nm，外層二氧化硅層的厚度可以調控，厚度可以通過增加或減少正娃酸乙酯的量進行調控。
[0009]本發(fā)明還提供了上述自組裝材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)PH調節(jié):將單寧酸水溶液中加入碳酸鉀調整PH值為6.5或7.5 ;
(2)制備含銀納米顆粒的溶液:將調整后的單寧酸水溶液水浴加熱到30°C，然后加入硝酸銀水溶液，攪拌，離心分離后，沉淀層加入二次水，得含銀納米顆粒的溶液；
(3)單核銀納米顆粒的自組裝材料:將含銀納米顆粒的溶液中加入乙醇混合均勻，加入氨水，然后立即加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌即可。
[0010](4)多核銀納米顆粒的自組裝材料:將含銀納米顆粒的溶液中加入乙醇混合均勻，加入正硅酸乙酯，攪拌，加入氨水，繼續(xù)攪拌即可。
[0011]進一步的，所述單寧酸同硝酸銀的質量比為2:1。
[0012]進一步的，所述氨水、正硅酸乙酯、硝酸銀的摩爾比為1.1:0.01-0.1:0.1。
[0013]進一步的，優(yōu)化的單寧酸水溶液PH值為6.5時，步驟(2)中攪拌時間為10min以上；PH值為7.5時，攪拌時間為40min以上。
[0014]進一步的，所述步驟(3)中含銀納米顆粒的溶液與乙醇的體積比為1:8。所述步驟
(4)中加入正娃酸乙醋后攪拌15_30min后再加入氨水，繼續(xù)攪拌200_400min。
[0015]本發(fā)明首先是利用單寧酸做配體和還原劑進行銀納米顆粒的可控合成，單寧酸的多個鄰位酚羥基結構，作為多基配體同銀納米粒子發(fā)生絡合反應，從而形成核殼結構的中間層，然后利用溶膠-凝膠的方法進行二氧化硅的包覆，在包覆的過程中，通過精確的控制各種原料的加入順序及攪拌時間，從而實現(xiàn)單核及多核復合結構的制備。本發(fā)明通過控制正硅酸乙酯的加入量，能夠精確的實現(xiàn)二氧化硅層的厚度可控。本發(fā)明提供的方法簡單，成本低廉，包覆過程在室溫條件下進行，復合結構精確可控，重復性好，適合工業(yè)化生產。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點為:
1.本發(fā)明利用單寧酸做配體的銀納米顆粒為核心，然后通過正硅酸乙酯的水解縮合反應，實現(xiàn)了二氧化硅對銀納米顆粒的包覆。本發(fā)明通過控制氨水及正硅酸乙酯的加入順序及攪拌時間，制備出單核或多核銀納米顆粒自組裝材料。
[0017]2.本發(fā)明制備方法簡單，精確可控，且包覆過程在是室溫條件下即可進行，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0018]圖1為實施例1合成的銀納米顆粒的透射(TEM)圖。
[0019]圖2為實施例1合成的二氧化硅包覆的單核銀納米顆粒自組裝材料的透射(??Μ)圖。
[0020]圖3為實施例2合成的二氧化硅包覆的多核銀納米顆粒自組裝材料的透射(TEM)圖。
[0021]圖4為實施例3合成的二氧化硅包覆的單核銀納米顆粒自組裝材料的透射(??Μ)圖。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例對本發(fā)明進行進一步的闡述，應該明白的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對其內容進行限定。
[0023]本發(fā)明中所使用氨水的質量分數(shù)為25%。
[0024]實施例1
1.1將0.0170g單寧酸，加入到20毫升二次水中，完全溶解后得單寧酸水溶液備用； 1.2向上述20毫升單寧酸水溶液中滴加碳酸鉀溶液(0.1M)，調節(jié)溶液的pH為7.5 ;
1.3將1.2所得pH為7.5的單寧酸水溶液定到30°C水溶鍋中，使其溫度穩(wěn)定為30°C，然后滴加硝酸銀水溶液0.5毫升(0.1M)，攪拌60分鐘后離心分離到10毫升的二次水中，得含有銀納米顆粒的溶液，結果見圖1 ;
1.4將1.3中得到的含有銀納米顆粒的水溶液0.5毫升與乙醇溶液4毫升混合，再加