一种[email protected]@Au纳米复合材料制备方法与流程

本发明涉及新材料技术领域，特别涉及一种[email protected]@au纳米复合材料制备方法。

背景技术：

在光学和非线性光学器件相辅相成的时代，存在各种潜在的光学应用，如人眼和光学传感器保护，光功率限制，全光开关，光学数据存储，电子和光子器件。因此，具有这些特性的光学和非线性光学效应的各种相关复合纳米材料牢牢地吸引了公众的注意。

纳米二氧化硅材料由于其大的比表面积，良好的化学稳定性，无毒性，亲水性和表面硅醇易于官能化而成为关键的载体材料。对于纳米复合材料基质而言，其材料的形态和分散也是研究人员的创新。同时，量子点是生物成像的理想荧光团，在荧光标记和化学方面广泛用作生物医学的主要领域。此外，au纳米颗粒由于其小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应等在光，电和磁方面具有不可估量的潜力。然而，贵金属纳米颗粒在制备过程中倾向于聚集。但是由三种材料复合而形成的纳米材料并未发现。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种[email protected]@au纳米复合材料制备方法，以解决如上提到的技术问题之一。具体如下：

一种[email protected]@au纳米复合材料制备方法，所述纳米复合材料包括sio2裸球、cdte量子点以及au纳米粒子，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、制备sio2裸球；

步骤二、在sio2裸球表面吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液；

步骤三、在吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球表面吸附一层cdte量子点；

步骤四、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液和一层cdte量子点的二氧化硅球表面吸附一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液；

步骤五、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层cdte量子点和一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液的二氧化硅球表面吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液；

步骤六、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层cdte量子点、一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液、一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球表面吸附au纳米粒子，获得[email protected]@au纳米复合材料。

可选的，所述步骤一包括：

将35ml乙醇，10ml去离子水和15ml氨水，在室温下以每分钟280转的条件下快速机械搅拌；

充分搅拌后，加入10ml2.5wt％二氧化硅种子溶液，其中所述二氧化硅种子溶液包括乙醇、氨水以及二氧化硅种子，体积比关系如下，乙醇：氨水：种子＝80：7.5：1；

继续搅拌30分钟，然后用注射泵将a相溶液和b相溶液按照体积比为va：vb＝1：0.5的关系，连续供给反应溶液中；其中，a相溶液包括正硅酸四乙酯和乙醇，体积比关系为，正硅酸四乙酯：乙醇＝1：2，b相溶液包括水和乙醇，体积比关系为，水：乙醇：氨水＝2：3：7；

充分搅拌后得到sio2裸球尺寸大小约为150nm。

可选的，所述步骤二包括：

将步骤一中制得的二氧化硅裸球边搅拌边加入聚二烯二甲基氯化铵溶液，搅拌0.5小时，超声、离心3次，最后用去离子水洗涤处理后得到吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球。

可选的，所述步骤三包括：

将步骤二中制得的吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球边搅拌边加入cdte量子点，搅拌30分钟，超声、离心3次，最后用去离子水洗涤处理后得到的样品。

可选的，所述步骤四包括：

将步骤三中制得的吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液和cdte量子点的二氧化硅球边搅拌边加入一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)配置而成的溶液，搅拌30分钟，超声、离心3次，最后用去离子水洗涤处理后得到的样品。

可选的，所述步骤五包括：

在步骤四中制备的样品中再次边搅拌边加入聚二烯二甲基氯化铵溶液，搅拌30分钟后离心3次，去离子水洗涤超声处理3次后得到了复合样品球。

可选的，所述步骤六包括：

在步骤五中制得的纳米复合样品球中边搅拌边加入金纳米粒子溶液，反应30分钟，离心3次，得到层层吸附的[email protected]@au纳米复合材料，最终样品以溶液的形式保存。

可选的，所述离心速度为每分钟6600转，离心时间为10分钟。

本发明实施例的上述方案至少具有以下有益效果：

本发明克服了三种材料难以聚集的缺点，通过lbl方法使得它们聚集在一起，使纳米复合材料在此基础上得到了提升。三种基本纳米材料相互结合，相互补充。不仅保留了原有的优势，而且使最终样品具有更好的非线性光学性能。通过在每次吸附表面加入带电聚合物溶液，可以达到正负吸附平衡，使二氧化硅，量子点，金纳米粒子逐层牢固吸附。这种层层吸附的lbl方法使得聚合物更紧凑并且不会相互影响也不破坏其自身的性质。该方法的不分散性和非影响性为纳米复合材料的制备开辟了新的途径。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来将，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1、裸二氧化硅球的扫描电镜图像；

附图2、[email protected]@au复合纳米材料的扫描电镜图像；

附图3、[email protected]@au复合纳米材料荧光光谱图像；

附图4、[email protected]@au复合纳米材料的光学非线性特性图像。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

在本文中，使用lbl方法制备二氧化硅纳米粒子。随着使用cdteqd和au纳米颗粒作为基质引入到二氧化硅表面上以此获得[email protected]@au复合纳米颗粒。au纳米粒子负载在基质材料上，有效地利用了两者的优点，防止了贵金属纳米粒子的聚集，提高了复合材料的分散性和稳定性。它伴随着量子点的独特性质，使其成为一种优异的纳米复合材料。对复合纳米材料进行了测试和表征，并通过z扫描实验装置测量制备的[email protected]@au，取得了良好的非线性光学性质。[email protected]@au复合纳米粒子的显着特性有助于它们在光学和非线性光学中的应用。

[email protected]@au表示在sio2裸球表面依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层cdte量子点、一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液、一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层au纳米粒子的纳米复合材料，也可以用sio2/cdte/au表示。

具体的，一种[email protected]@au纳米复合材料制备方法，所述纳米复合材料包括sio2裸球、cdte量子点以及au纳米粒子，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、制备sio2裸球；

步骤二、在sio2裸球表面吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液；

步骤三、在吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球表面吸附一层cdte量子点；

步骤四、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液和一层cdte量子点的二氧化硅球表面吸附一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液；

步骤五、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层cdte量子点和一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液的二氧化硅球表面吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液；

步骤六、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层cdte量子点、一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液、一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球表面吸附au纳米粒子，获得[email protected]@au纳米复合材料。

具体到各步骤，本发明实施例中，[email protected]@au纳米复合材料的制备是通过下列步骤实现：

一、二氧化硅球的制备，结合图1所示：

将35ml乙醇，10ml去离子水和15ml氨水，在室温下以每分钟搅拌280转的条件下快速机械搅拌。充分搅拌后，加入10ml2.5wt％二氧化硅种子溶液(乙醇：氨水：种子＝80：7.5：1。继续搅拌30分钟，然后用注射泵将a相(正硅酸四乙酯：乙醇＝1：2)和b相(水：乙醇＝2：3：7)(va：vb＝1：0.5)该配比条件下连续供给反应溶液中。反应结束后得到尺寸大小约为150nm二氧化硅裸球。如图1所示的二氧化硅裸球的扫描电镜图像，可以看出，通过该方法获得的二氧化硅裸球的大小更加均匀。

二、二氧化硅裸球吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的制备：

将步骤(1)中制得的二氧化硅裸球边搅拌边加入聚二烯二甲基氯化铵溶液，磁力搅拌0.5-1小时，优选0.5小时，超声、离心至少3次，最后用去离子水洗涤处理后得到吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球。所述离心速度为每分钟6000-7000转，优选6600转，离心时间为6-15分钟，优选10分钟，通过上述时间、转速范围内的离心处理，使得吸附后的二氧化硅表面更加清洁，易于后续步骤处理。

三、[email protected]的制备：

将步骤(2)中制得的吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球边搅拌边加入cdte量子点，磁力搅拌0.5-1小时，优选0.5小时，超声、离心至少3次，最后用去离子水洗涤处理后得到的样品。所述离心速度为每分钟6000-7000转，优选6500转，离心时间为6-15分钟，优选10分钟，通过上述时间、转速范围内的离心处理，使得吸附后的二氧化硅表面更加清洁，易于后续步骤处理。

四、[email protected]吸附一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)配置而成的溶液复合物的制备：

将步骤(3)中制得的[email protected]边搅拌边加入一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)配置而成的溶液，磁力搅拌0.5-1小时，优选0.5小时，超声、离心至少3次，最后用去离子水洗涤处理后得到的样品。所述离心速度为每分钟6000-7000转，优选6800转，离心时间为6-15分钟，优选10分钟，通过上述时间、转速范围内的离心处理，使得吸附后的二氧化硅表面更加清洁，易于后续步骤处理。

五、上诉复合样品中再次吸附聚二烯二甲基氯化铵溶液的制备：

将步骤(4)中制备的样品中再次边搅拌边加入聚二烯二甲基氯化铵溶液，磁力搅拌0.5-1小时，优选0.5小时，超声、离心至少3次，去离子水洗涤超声处理3次后得到了复合样品球。所述离心速度为每分钟6000-7000转，优选6900转，离心时间为6-15分钟，优选10分钟，通过上述时间、转速范围内的离心处理，使得吸附后的二氧化硅表面更加清洁，易于后续步骤处理。

六、[email protected]@au的制备

在步骤(5)中制得的纳米复合样品中边搅拌边加入金纳米粒子溶液，磁力搅拌0.5-1小时，优选0.5小时，超声、离心至少3次，得到层层吸附的[email protected]@au纳米复合材料，最终样品以溶液的形式保存。所述离心速度为每分钟6000-7000转，优选6600转，离心时间为6-15分钟，优选10分钟，通过上述时间、转速范围内的离心处理，使得纳米复合样品表面更加清洁，光学效果更优异。

本发明制备了一种在裸二氧化硅球上先吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液再吸附cdte量子点然后再吸附一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)配置而成的溶液，随后再吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液，最后吸附上au纳米粒子的复合材料，并且证明此复合材料具有非线性光学特性。

本实施方式制备的[email protected]@au复合纳米材料的扫描电镜图像如附图2所示，如图2所示，可以明显看出合成的[email protected]@au复合纳米材料粒径大小均一，形态良好。

本实施方式制备的[email protected]@au复合纳米材料的荧光光谱图如附图3所示，图3可以看出该纳米复合材料的荧光光谱吸收峰在660nm左右。

样品的非线性光学特性图如图4所示，根据非线性z扫描图可知，[email protected]@au复合纳米材料具有良好的非线性光学特性。图4中更好清楚明了地显示了非线性吸收表现为饱和吸收，更进一步地验证了此材料具有良好的光学非线性特性。

本发明克服了三种材料难以聚集的缺点，通过lbl方法使得它们聚集在一起，使纳米复合材料在此基础上得到了提升。三种基本纳米材料相互结合，相互补充。不仅保留了原有的优势，而且使最终样品具有更好的非线性光学性能。通过在每次吸附表面加入带电聚合物溶液，可以达到正负吸附平衡，使二氧化硅，量子点，金纳米粒子逐层牢固吸附。这种层层吸附的lbl方法使得聚合物更紧凑并且不会相互影响也不破坏其自身的性质。该方法的不分散性和非影响性为纳米复合材料的制备开辟了新的途径。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种[email protected]@au纳米复合材料制备方法，其特征在于，所述纳米复合材料包括sio2裸球、cdte量子点以及au纳米粒子，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、制备sio2裸球；

步骤二、在sio2裸球表面吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液；

步骤三、在吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球表面吸附一层cdte量子点；

步骤四、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液和一层cdte量子点的二氧化硅球表面吸附一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液；

步骤五、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层cdte量子点和一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液的二氧化硅球表面吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液；

步骤六、在依次吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液、一层cdte量子点、一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)溶液、一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球表面吸附au纳米粒子，获得[email protected]@au纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的[email protected]@au纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一包括：

将35ml乙醇，10ml去离子水和15ml氨水，在室温下以每分钟280转的条件下快速机械搅拌；

充分搅拌后，加入10ml2.5wt％二氧化硅种子溶液，其中所述二氧化硅种子溶液包括乙醇、氨水以及二氧化硅种子，体积比关系如下，乙醇：氨水：种子＝80：7.5：1；

继续搅拌30分钟，然后用注射泵将a相溶液和b相溶液按照体积比为va：vb＝1：0.5的关系，连续供给反应溶液中；其中，a相溶液包括正硅酸四乙酯和乙醇，体积比关系为，正硅酸四乙酯：乙醇＝1：2，b相溶液包括水和乙醇，体积比关系为，水：乙醇：氨水＝2：3：7；

充分搅拌后得到sio2裸球尺寸大小约为150nm。

3.根据权利要求1所述的[email protected]@au纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二包括：

将步骤一中制得的二氧化硅裸球边搅拌边加入聚二烯二甲基氯化铵溶液，搅拌0.5小时，超声、离心3次，最后用去离子水洗涤处理后得到吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球。

4.根据权利要求3所述的[email protected]@au纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三包括：

将步骤二中制得的吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液的二氧化硅球边搅拌边加入cdte量子点，搅拌30分钟，超声、离心3次，最后用去离子水洗涤处理后得到的样品。

5.根据权利要求4所述的[email protected]@au纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四包括：

将步骤三中制得的吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液和cdte量子点的二氧化硅球边搅拌边加入一层聚(4-苯乙烯磺酸钠)配置而成的溶液，搅拌30分钟，超声、离心3次，最后用去离子水洗涤处理后得到的样品。

6.根据权利要求5所述的[email protected]@au纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤五包括：

在步骤四中制备的样品中再次边搅拌边加入聚二烯二甲基氯化铵溶液，搅拌30分钟后离心3次，去离子水洗涤超声处理3次后得到了复合样品球。

7.根据权利要求6所述的[email protected]@au纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤六包括：

在步骤五中制得的纳米复合样品球中边搅拌边加入金纳米粒子溶液，反应30分钟，离心3次，得到层层吸附的[email protected]@au纳米复合材料，最终样品以溶液的形式保存。

8.根据权利要求3-7任一所述的方法，其特征在于，所述离心速度为每分钟6600转，离心时间为10分钟。

技术总结

本发明涉及一种[email protected]@Au纳米复合材料的制备方法。其主要组成成分为二氧化硅球、CdTe量子点、Au纳米粒子。所述纳米材料在裸二氧化硅球上先吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液再吸附CdTe量子点然后再吸附一层聚(4‑苯乙烯磺酸钠)配置而成的溶液，随后再吸附一层聚二烯二甲基氯化铵溶液，最后吸附上Au纳米粒子。此方法制备的纳米复合材料能够在使CdTe量子点和Au纳米粒子牢牢地吸附在二氧化硅球上，得到一种具有光学和非线性光学特性的纳米复合材料。

技术研发人员：常青;管静

受保护的技术使用者：浙江传媒学院

技术研发日：.10.29

技术公布日：.02.28