[发明专利]一种具有聚集诱导发光而且发光可调的铜/银合金纳米簇的制备方法

说明书

一种具有聚集诱导发光而且发光可调的铜/银合金纳米簇的制备方法，属于纳米材料发光技术领域。本发明方法的最大特点是铜/银合金纳米簇是在室温条件下水中“一步法”合成的，具有聚集诱导发光性质。而且，这种铜/银合金纳米簇的发光颜色与银离子的含量密切相关；随着银离子含量的增加，发光颜色可以从红色调到橙色。这种银离子对铜/银合金纳米簇发光的特异性响应能力可用于银离子和卤素离子的检测，因此有望发展成为环境、食品及生物样品中银离子和卤素离子检测的实用技术。

技术领域

一种具有聚集诱导发光而且发光可调的铜/银合金纳米簇的制备方法，特别是室温下水中“一步法”制备具有聚集诱导发光而且发光可调的铜/银合金纳米簇的方法，属于纳米材料发光技术领域。

背景技术

金属纳米簇是由几个到几十个原子组成，大小与电子的Fermi波长类似，具有类似于分子的电子结构和光学性质（Wilcoxon J P, Abrams B L. Synthesis, structure andproperties of metal nanoclusters, Chem. Soc. Rev.2006, 35: 1162–1194）。这样的结构特征结合合适的配体设计将会在疾病诊断、生物成像和化学传感等方面有广泛的应用前景（Tao Y, Li M, Ren J, Qu X. Metal nanoclusters: novel probes fordiagnostic and therapeutic applications, Chem. Soc. Rev. 2015, 44: 8636–8663）。与有机染料和半导体量子点相比，金属纳米簇拥有很多优点，比如，成本低、污染小，并逐渐变成一种新型的发光体。但是，合成的金属纳米簇通常面临着稳定性不足以及发光弱的特点，这大大限制了他们的应用。因此，深入理解金属纳米簇的内在发光机制是一个极其重要的研究领域。

金属纳米簇的发光主要起源于配体相关的缺陷和/或金属为中心的发光（Luo Z,Yuan X, Yu Y, Zhang Q, Leong D T, Lee J Y, Xie J. From Aggregation-InducedEmission of Au(I)−Thiolate Complexes to Ultrabright Au(0)@Au(I)−Thiolate Core−Shell Nanoclusters, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134: 16662–16670）。由于缺少清楚的表面和界面结构，因此，很难确定它们对金属纳米簇发光的贡献。为了增强金属纳米簇的发光，一种有效和方便的策略就是通过压制配体的振动和转动来减少非辐射跃迁和/或通过增强纳米簇中的金属-金属作用来增强纳米簇的辐射跃迁（Liu J, Wu Z, Tian Y, Li Y,Ai L, Li T, Zou H, Liu Y, Zhang X, Zhang H. Engineering the Self-AssemblyInduced Emission of Cu Nanoclusters by Au(I) Doping, ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9: 24899–24907）。这样，金属纳米簇通过配体到金属的电荷转移（LMCT）和/或配体到金属-金属的电荷转移（LMMCT）的辐射跃迁能力就会增强，带来强发光的纳米材料。但是，怎样限制配体分子的振动和转动以及增强金属-金属作用是一个重要的问题。自组装通过合理控制分子间的多种相互作用（比如，氢键、范德华力、疏水-疏水作用、静电作用等等）能够得到各种各样的有序结构。在这样的结构中，配体分子间的振动和转动被压制，并且金属-金属作用增强。因此，自组装方法认为是一种增强纳米簇发光的有效方法。与金相比，铜元素便宜、含量丰富，这更有利于纳米簇的实际应用。所以，我们选择铜纳米簇作为例子研究金属纳米簇的聚集诱导发光性质。