CN113210600B - 一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：步骤一，以金纳米双锥为核，外延生长银制得银纳米棒，其高表面能面与尖端位置呈异位分布；步骤二，以银纳米棒为反应模板，分散到十六烷基三甲基溴化铵溶液中，加入抗坏血酸溶液，搅拌均匀；步骤三，调节混合溶液的pH值，进而调节抗坏血酸溶液的还原性，实现反应***中置换反应与共还原反应之间比率的调节；步骤四，向所得反应***中滴加金前驱体溶液，随反应***由置换反应体系转变为共还原反应体系，被还原的金原子的沉积位置由高表面能面逐渐迁移至银纳米棒的尖端位置。本发明通过调节反应***的pH值即可实现金原子的可控沉积，条件简单，条件温和，可操作性强。

Description

一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法
技术领域
本发明属于沉积控制方法，具体为一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法。
背景技术
中空纳米结构因其大比表面积及内部体积在催化、传感、成像和药物释放领域得到了广泛的关注和应用。置换反应是实现中空纳米结构制备的有效方法，但所得中空纳米结构形貌单一，且侧壁厚度难以调节。近年来，通过将置换反应与共还原反应相结合的方式进一步实现了对中空纳米结构形貌参数的精细调控，进而获得纳米壳、纳米盒、纳米笼和纳米框的多种中空结构，在诸多领域有很好的应用前景。
通过复杂反应体系实现中空纳米结构的精细合成在很多文献中都有了相关报道(ACS Nano,2016,10,8019-8025；J.Am.Chem.Soc.,2017,139,13837-13846)。然而，在这些报道中，金原子的沉积模式较为单一，且基于所选银纳米结构中高能面与尖端位置于银纳米结构中的位置分布统一，所得纳米结构基本为结构相近的立方基纳米结构，以至金原子的沉积机理至今没有明确的探索。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种能够明晰沉积机理、实现纳米结构精确控制的银纳米结构上金原子沉积的控制方法。
技术方案：本发明所述的一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，以金纳米双锥为核，外延生长银制得银纳米棒，其高表面能面与尖端位置呈异位分布，构建统一的反应模板；
步骤二，以步骤一所得银纳米棒为反应模板，分散到十六烷基三甲基溴化铵溶液中，再加入还原剂抗坏血酸溶液，搅拌均匀；
步骤三，调节步骤二所得混合溶液的pH值，进而调节抗坏血酸溶液的还原性，实现反应***中置换反应与共还原反应之间比率的调节，即混合溶液的pH值越高，抗坏血酸溶液的还原性越强，反应***中共还原反应的占比越高；
步骤四，向步骤三所得的反应***中滴加金前驱体溶液，随反应***由置换反应体系转变为共还原反应体系，被还原的金原子的沉积位置由高表面能面逐渐迁移至银纳米棒的尖端位置，实现对金原子沉积位置的可控调节。
进一步地，步骤一中，银纳米棒包括尖端、侧面和侧棱，尖端包括10个{111}面，侧面包括5个{100}面，侧棱包括5个{110}面，侧棱为高表面能面。
进一步地，步骤二中，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0.05～0.1mol/L，抗坏血酸溶液的浓度为0.1～1mol/L。十六烷基三甲基溴化铵的浓度低于0.05mol/L，会改变模板中置换反应的初始位置，进而影响最终形貌；浓度高于0.1mol/L，会使得加入的前驱体溶液趋于离子态而降低反应量。抗坏血酸溶液的浓度低于0.1mol/L，整体还原性较低，置换反应占主导地位，不能实现两类反应之间比率的调节；浓度高于1mol/L，整体还原性过高，共还原反应占主导地位，不能实现两类反应之间比率的调节。
进一步地，步骤三中，采用浓度为0.1～1mol/L的氢氧化钠溶液或浓度为0.1mol/L的盐酸溶液来调节步骤二所得混合溶液的pH值。混合溶液的pH值在1.88～12.96范围内变化。随着pH值的增加，反应***中由置换反应为主转变为共还原反应为主。
进一步地，步骤四中，金前驱体溶液为氯金酸溶液或四氯金酸钠溶液。金前驱体溶液的浓度为0.1～0.5mmol/L。金前驱体溶液的滴加速率为20μL/min，反应时间为1～5h。滴加速度过快，被还原的原子沉积位置将不受控制；滴加速度过慢，实验条件难以满足。
进一步地，将步骤四所得产物离心置于浓度为0.005～0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入浓度为1～14mol/L的氨水溶液和浓度为1～5mol/L的双氧水溶液，室温下反应6～24h，将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察金原子沉积位置；十六烷基三甲基溴化铵、氨水、双氧水的体积比为100：1～100：5～200。
反应原理：如图1，将金前驱体溶液加入银纳米结构中将自发发生置换反应，此外，在抗坏血酸还原剂的存在下，部分氯金酸溶液由还原剂还原，最终形成置换反应和共还原反应共存的复杂反应体系。由于抗坏血酸的还原性可通过反应溶液pH值的变化而调节，随pH值的增加，还原性上升，因此可通过盐酸溶液及氢氧化钠溶液的浓度实现抗坏血酸还原性的可控调节，进而控制复杂反应体系中的反应完成以置换反应为主向以还原反应为主的调整。基于目标研究的需求，构建的牺牲模板银纳米棒具有异位分布的高表面能面和尖端位置，便于观察金原子于高表面能面及尖端位置在不同反应类型下的可选择性沉积。通过选取统一模板，在不同反应比率***中进行相同实验，即可实现金原子在银纳米棒上的可控沉积。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
1、控制方法简单，构建具有特征结构的基础银纳米结构为基础，通过调节反应***的pH值即可实现金原子于银纳米结构上的可控沉积，整体条件简单，条件温和，可操作性强；
2、所制得的产物为以银纳米棒为核的银-金纳米棒结构，金原子的沉积加强了结构的稳定性，具有优异的表面等离激元特性，在光催化、传感、拉曼等领域具有潜在的应用前景。
附图说明
图1是本发明银纳米棒的透射电镜图；
图2是本发明银纳米棒的模型图；
图3是本发明实施例1所得产品的透射电镜图；
图4是本发明实施例1所得产品顶部的高分辨透射电镜图；
图5是本发明实施例2所得产品的透射电镜图；
图6是本发明实施例2所得产品顶部的高分辨透射电镜图；
图7是本发明实施例3所得产品的透射电镜图；
图8是本发明实施例3所得产品顶部的高分辨透射电镜图；
图9是本发明所得银-金纳米棒的紫外-可见-近红外吸收光谱图。
图10是本发明所得纳米框的紫外-可见-近红外吸收光谱图。
具体实施方式
以下各实施例中所使用到的原料和装置均为购买使用。金纳米双锥纯度为99％，吸光度在2。
实施例1
一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：
a、将5mL金纳米双锥溶液加入到20mL、0.08mol/L十六烷基三甲基氯化铵溶液中，再加入500μL、0.01mol/L的硝酸银溶液和250μL、0.1mol/L的抗坏血酸溶液，将得到的混合溶液摇匀并放入65℃烘箱中反应4.5h，得到银纳米棒，如图1～2所示，银纳米棒有尖端、侧面和侧棱，尖端包括10个{111}面，侧面包括5个{100}面，侧棱包括5个{110}面，侧棱为高表面能面，高表面能面与尖端位置呈异位分布；
b、以步骤a所得银纳米棒为反应模板，在5000rpm下离心10min，分散到8mL、0.05mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，得到银纳米棒溶液；
c、取4mL银纳米棒溶液，加入1mL、0.1mol/L抗坏血酸溶液，搅拌均匀；
d、采用1mL、0.1mol/L盐酸溶液调节步骤c所得混合溶液的pH值为1.88，搅拌均匀；
e、向步骤d所得的反应***中以20μL/min的速率缓慢滴加1.6mL、0.1mmol/L氯金酸溶液，反应1.3h。
将步骤e所得产物在6000rpm下离心10min，再分散在3mL、0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入0.1mL、14mol/L的氨水溶液和浓度为2mL、5mol/L的双氧水溶液，室温下反应12h，得到超细金属纳米框；将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察金原子沉积位置。
如图3～4，金原子沉积在高表面能面，形成未封口金纳米框。
实施例2
一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：
a、将5mL金纳米双锥溶液加入到20mL、0.08mol/L十六烷基三甲基氯化铵溶液中，再加入500μL、0.01mol/L的硝酸银溶液和250μL、0.1mol/L的抗坏血酸溶液，将得到的混合溶液摇匀并放入65℃烘箱中反应4.5h，得到银纳米棒，银纳米棒有尖端、侧面和侧棱，尖端包括10个{111}面，侧面包括5个{100}面，侧棱包括5个{110}面，侧棱为高表面能面，高表面能面与尖端位置呈异位分布；
b、以步骤a所得银纳米棒为反应模板，在5000rpm下离心10min，分散到8mL、0.05mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，得到银纳米棒溶液；
c、取4mL银纳米棒溶液，加入1mL、0.1mol/L抗坏血酸溶液，搅拌均匀；
d、采用1mL、0.1mol/L氢氧化钠溶液调节步骤c所得混合溶液的pH值为6.52，搅拌均匀；
e、向步骤d所得的反应***中以20μL/min的速率缓慢滴加1.6mL、0.1mmol/L氯金酸溶液，反应1.3h。
将步骤e所得产物在6000rpm下离心10min，再分散在3mL、0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入0.1mL、14mol/L的氨水溶液和浓度为2mL、5mol/L的双氧水溶液，室温下反应12h，得到超细金属纳米框；将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察金原子沉积位置。
如图5～6，金原子同时沉积在高表面能面与尖端位置，形成金纳米框。
实施例3
一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：
a、将5mL金纳米双锥溶液加入到20mL、0.08mol/L十六烷基三甲基氯化铵溶液中，再加入500μL、0.01mol/L的硝酸银溶液和250μL、0.1mol/L的抗坏血酸溶液，将得到的混合溶液摇匀并放入65℃烘箱中反应4.5h，得到银纳米棒，银纳米棒有尖端、侧面和侧棱，尖端包括10个{111}面，侧面包括5个{100}面，侧棱包括5个{110}面，侧棱为高表面能面，高表面能面与尖端位置呈异位分布；
b、以步骤a所得银纳米棒为反应模板，在5000rpm下离心10min，分散到8mL、0.05mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，得到银纳米棒溶液；
c、取4mL银纳米棒溶液，加入1mL、0.1mol/L抗坏血酸溶液，搅拌均匀；
d、采用1mL、0.2mol/L氢氧化钠溶液调节步骤c所得混合溶液的pH值为11.69，搅拌均匀；
e、向步骤d所得的反应***中以20μL/min的速率缓慢滴加1.6mL、0.1mmol/L氯金酸溶液，反应1.3h。
将步骤e所得产物在6000rpm下离心10min，再分散在3mL、0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入0.1mL、14mol/L的氨水溶液和浓度为2mL、5mol/L的双氧水溶液，室温下反应12h，得到超细金属纳米框；将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察金原子沉积位置。
如图7～8，大部分金原子沉积在银纳米棒的尖端位置，形成封口金纳米框。
综上，结合图3～8中超细金纳米框整体及顶端的表征电镜图可得，随共还原反应比率的增加，金原子的沉积位置由高表面能面转变为银纳米棒的尖端位置，因此，通过控制溶液的pH值可实现金原子于银纳米结构上的可控沉积。如图9，实施例1～3中所得银-金纳米棒结构在近红外区有强烈的吸收峰，在光催化、传感、医学等方面具有潜在的应用前景。此外，如图10，实施例1～3中所得副产物纳米框均有很强的吸收峰，半峰宽窄，具有优异的表面等离激元特性。
实施例4
一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：
a、将5mL金纳米双锥溶液加入到20mL、0.08mol/L十六烷基三甲基氯化铵溶液中，再加入500μL、0.01mol/L的硝酸银溶液和250μL、0.1mol/L的抗坏血酸溶液，将得到的混合溶液摇匀并放入65℃烘箱中反应4.5h，得到银纳米棒，银纳米棒有尖端、侧面和侧棱，尖端包括10个{111}面，侧面包括5个{100}面，侧棱包括5个{110}面，侧棱为高表面能面，高表面能面与尖端位置呈异位分布；
b、以步骤a所得银纳米棒为反应模板，在5000rpm下离心10min，分散到8mL、0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，得到银纳米棒溶液；
c、取4mL银纳米棒溶液，加入1mL、1mol/L抗坏血酸溶液，搅拌均匀；
d、采用1mL、1mol/L氢氧化钠溶液调节步骤c所得混合溶液的pH值为12.96，搅拌均匀；
e、向步骤d所得的反应***中以20μL/min的速率缓慢滴加1.6mL、0.5mmol/L四氯金酸钠溶液，反应5h。
将步骤e所得产物在6000rpm下离心10min，再分散在3mL、0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入0.1mL、14mol/L的氨水溶液和浓度为2mL、5mol/L的双氧水溶液，室温下反应24h，得到超细金属纳米框；将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察得金原子主要沉积于银纳米棒的尖端位置，而高表面能面无金原子沉积，致未形成纳米框结构。
实施例5
一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：
a、将5mL金纳米双锥溶液加入到20mL、0.08mol/L十六烷基三甲基氯化铵溶液中，再加入500μL、0.01mol/L的硝酸银溶液和250μL、0.1mol/L的抗坏血酸溶液，将得到的混合溶液摇匀并放入65℃烘箱中反应4.5h，得到银纳米棒，银纳米棒有尖端、侧面和侧棱，尖端包括10个{111}面，侧面包括5个{100}面，侧棱包括5个{110}面，侧棱为高表面能面，高表面能面与尖端位置呈异位分布；
b、以步骤a所得银纳米棒为反应模板，在5000rpm下离心10min，分散到8mL、0.07mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，得到银纳米棒溶液；
c、取4mL银纳米棒溶液，加入1mL、0.5mol/L抗坏血酸溶液，搅拌均匀；
d、采用1mL、0.2mol/L氢氧化钠溶液调节步骤c所得混合溶液的pH值为11.69，搅拌均匀；
e、向步骤d所得的反应***中以20μL/min的速率缓慢滴加1.6mL、0.3mmol/L氯四氯金酸钠溶液，反应3h。
将步骤e所得产物在6000rpm下离心10min，再分散在3mL、0.05mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入0.1mL、7mol/L的氨水溶液和浓度为2mL、3mol/L的双氧水溶液，室温下反应16h，得到超细金属纳米框；将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察得大部分金原子沉积在银纳米棒的尖端位置，形成封口金纳米框。
实施例6
一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，包括以下步骤：
a、将5mL金纳米双锥溶液加入到20mL、0.08mol/L十六烷基三甲基氯化铵溶液中，再加入500μL、0.01mol/L的硝酸银溶液和250μL、0.1mol/L的抗坏血酸溶液，将得到的混合溶液摇匀并放入65℃烘箱中反应4.5h，得到银纳米棒，银纳米棒有尖端、侧面和侧棱，尖端包括10个{111}面，侧面包括5个{100}面，侧棱包括5个{110}面，侧棱为高表面能面，高表面能面与尖端位置呈异位分布；
b、以步骤a所得银纳米棒为反应模板，在5000rpm下离心10min，分散到8mL、0.09mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，得到银纳米棒溶液；
c、取4mL银纳米棒溶液，加入1mL、0.1mol/L抗坏血酸溶液，搅拌均匀；
d、采用1mL、0.1mol/L氢氧化钠溶液调节步骤c所得混合溶液的pH值为6.52，搅拌均匀；
e、向步骤d所得的反应***中以20μL/min的速率缓慢滴加1.6mL、0.1mmol/L四氯金酸钠溶液，反应1h。
将步骤e所得产物在6000rpm下离心10min，再分散在3mL、0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入0.1mL、1mol/L的氨水溶液和浓度为2mL、1mol/L的双氧水溶液，室温下反应6h，得到超细金属纳米框；将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察得金原子的沉积均匀分布在银纳米棒的高表面能面与尖端位置，形成金纳米框。

Claims (5)

1.一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，以金纳米双锥为核，外延生长银制得银纳米棒，其高表面能面与尖端位置呈异位分布；
步骤二，以步骤一所得银纳米棒为反应模板，分散到十六烷基三甲基溴化铵溶液中，再加入抗坏血酸溶液，搅拌均匀,十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0.05~0.1 mol/L，抗坏血酸溶液的浓度为0.1~1 mol/L；
步骤三，调节步骤二所得混合溶液的pH值，进而调节抗坏血酸溶液的还原性，实现反应***中置换反应与共还原反应之间比率的调节，所述混合溶液的pH值在1.88~12.96范围内变化，随着pH值的增加，抗坏血酸的还原性上升，反应***中由置换反应为主转变为共还原反应为主；
步骤四，向步骤三所得的反应***中滴加金前驱体溶液，金前驱体溶液的滴加速率为20 µL/min，随反应***由置换反应体系转变为共还原反应体系，被还原的金原子的沉积位置由高表面能面逐渐迁移至银纳米棒的尖端位置，实现对金原子沉积位置的可控调节；所述步骤一中，银纳米棒包括尖端、侧面和侧棱，所述尖端包括10个{111}面，所述侧面包括5个{100}面，所述侧棱包括5个{110}面，所述侧棱为高表面能面。
2.根据权利要求1所述的一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，其特征在于：所述步骤三中，采用浓度为0.1~1 mol/L的氢氧化钠溶液或浓度为0.1 mol/L的盐酸溶液来调节步骤二所得混合溶液的pH值。
3.根据权利要求1所述的一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，其特征在于：所述步骤四中，金前驱体溶液为氯金酸溶液或四氯金酸钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，其特征在于：所述步骤四中，金前驱体溶液的浓度为0.1~0.5 mmol/L。
5.根据权利要求1所述的一种银纳米结构上金原子沉积的控制方法，其特征在于：将步骤四所得产物离心置于十六烷基三甲基溴化铵溶液中，分别加入氨水溶液和双氧水溶液，室温下反应6~24 h，将银原子选择性刻蚀，剩余为金原子形貌，观察金原子沉积位置，十六烷基三甲基溴化铵溶液的浓度为0.005~0.1 mol/L，氨水溶液的浓度为1~14 mol/L，双氧水溶液的浓度为1~5 mol/L。
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KR100892301B1 (ko) * 2007-04-23 2009-04-08 한화석유화학 주식회사 환원 및 치환금도금 방법을 이용한 도전볼 제조
JP2009221563A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Ricoh Co Ltd 金ナノロッドとその製造方法、金ナノロッドを用いた電磁波吸収体、色材、光記録材料および二光子反応材料
US20120177821A1 (en) * 2010-07-20 2012-07-12 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Composition of nanoparticles
WO2014088518A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Nanyang Technological University Method for forming a nanoframe
CN105014094B (zh) * 2015-07-17 2017-04-26 西安交通大学 一种基于外延生长的核‑壳结构的银‑金纳米片及其制备方法和应用
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