[发明专利]基于金属/碳材料的多层纳米结构

权利要求书

1.一种多层复合薄膜材料，其特征在于，包括：

具有带正电性表面的基底；

第一双层结构材料，包括：

金属纳米晶体颗粒层，每一颗粒具有负电性表面，其中，所述金属选自Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Au、Ag和Pt，所述颗粒通过电荷引力附于所述基底表面上；和

石墨烯量子点包覆层，每一石墨烯量子点具有正电性表面，并通过电荷引力附于所述金属纳米晶体颗粒层上；以及

0～n个附加的双层结构，包括：

金属纳米晶体颗粒层，每一颗粒具有负电性表面，其中，所述金属选自Ru、Rh、Os、Ir、Pd、Au、Ag和Pt，所述颗粒通过电荷引力附于前一石墨烯量子点层上；和

石墨烯量子点包覆层，每一石墨烯量子点具有正电性表面且通过电荷引力附于所述金属纳米晶体颗粒层上，其中，

n为1～49。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，n为1～19，如4～14，再如9。

3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述石墨烯量子点的正电性表面由包括铵离子官能团的共价键合部分提供。

4.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述石墨烯量子点具有：

(a)3～20nm的粒径，如4～10nm，再如5.6nm；可选地，所述颗粒具有3～20nm的均匀的粒径，如4～10nm，再如5.6nm；和/或

(b)约0.7～约1.2nm或者1～2个石墨烯层的厚度；和/或

(c)+40mV～+70mV的ζ电位，如+53.5mV，所述ζ电位在7～12的pH范围内测得。

5.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述金属纳米晶体的负电性表面由包括羧酸根离子的部分提供。

6.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述金属纳米晶体具有：

(a)3nm～20nm的平均直径，如3.09～15nm；和/或

(b)-30mV～-60mV的ζ电位，所述ζ电位在6～12的pH范围内测得；和/或

(c)每一金属纳米晶体颗粒层包括选自Pd、Au、Ag和Pt，如选自Au、Ag和Pt的金属。

7.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料具有20～500pA的图像平均电流，如50～250pA，再如100～180pA，所述图像平均电流通过导电原子力显微镜测量。

8.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述金属纳米晶体为柠檬酸盐稳定的金属纳米晶体。

9.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述金属纳米晶体：

(a)为平均粒径为12～17nm(如12.1～16.3nm，再如14.2nm)的金纳米晶体；和/或

(b)为平均粒径为5～8nm(如5.77～7.17nm，再如6.47nm)的银纳米晶体；和/或

(c)为平均粒径为2～4nm(如2.49～3.69nm，再如3.09nm)的铂纳米晶体。

10.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述金属纳米晶体为柠檬酸盐稳定的金纳米晶体，n为9，所述复合材料具有150～200pA的图像平均电流，如171.3pA，所述图像平均电流为通过导电原子力显微镜测量。

11.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述基底选自氟掺杂氧化锡、玻璃、硅、氧化铟锡(ITO)和钛当中的一种或多种。

12.根据前述任一权利要求所述的复合材料，其特征在于，所述基底的正电性表面由聚阳离子聚合物提供，所述聚阳离子聚合物选自聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)、其共聚物及其共混物。