[发明专利]一种金核银壳纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种金核银壳纳米复合材料及其制备，该复合材料包括双锥型的金纳米颗粒以及包裹在金纳米颗粒外部呈棒状的银纳米颗粒，所述金纳米颗粒和银纳米颗粒的质量比为(0.8～1)：(0.77～3.75)。与现有技术相比，本发明合成Au NBP@Ag NRs壳核纳米材料是直接在单分散的且具有尖端的Au NBPs纳米材料上生长出棒状的银纳米壳，确保了合成的纳米复合材料具有很好的单分散性和可调节的长径比，增加了这种纳米复合材料的应用范围。

技术领域

本发明涉及拉曼检测技术领域，具体涉及一种金核银壳纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

拉曼光谱是1928年印度物理学家Raman在研究苯的散射光谱时发现散射光谱中除了存在着与入射光谱频率相同的瑞利散射光谱之外还存在着很弱和频率与入射光谱不同的非弹性散射光谱。这种非弹性散射光谱就称为拉曼散射。分子的拉曼散射光谱本质上对应着该分子的能级之间能量差。因此，分子的拉曼散射可用来鉴定分子的结构。拉曼也因为他的发现而获得1930年的诺贝尔物理学奖。由于拉曼光谱不受样品中水的影响，随着激光的问世和激光探测器技术的进步，拉曼光谱在环境污染物、医药、生物以及高分子等领域得到了广泛的应用，具有直观、迅速、准确、无损等优点。但是，由于，拉曼光谱本身很弱，散射信号的强度仅有入射光的10⁶～10⁷分之一，拉曼光谱的应用受到了极大的限制，例如，拉曼光谱很难实现低浓度分子的检测分析。因此人们开发出一种能够实现拉曼散射强度提高几个数量级的增强拉曼散射方法即表面增强拉曼散射(SERS)，大大拓展了拉曼散射的应用范围。

表面增强拉曼散射现象是1974年Fleishmann首次从吡啶在粗糙银电极表面上观测到的，之后，由Van和他的合作者通过一系列的实验和理论计算证明了SERS的存在。SERS的表现形式主要为一些分子吸附到金属等离子体纳米材料(也称为SERS基底)表现时，分子的拉曼散射信号会得到极大的提高。尤其是这些金属纳米材料是金银铜时，信号增强的幅度更大。因此，SERS基底是产生SERS的关键因素，是表面增强拉曼光谱技术应用于各项领域的基础。SERS基底性能直接影响了表面增强拉曼光谱技术的应用。一般来说，好的SERS基底具有增强性能好，表现结构均一，制备方便等等特点。

金银铜的纳米颗粒尤其是金和银的纳米颗粒具有很强的拉曼增强效果，因此，常用的SERS基底为金和银的纳米颗粒。但是纯的金或者银的纳米材料具有严重的材料多样性的限制，金纳米材料的价格高，而银纳米材料的由于化学性质比较活泼制备较难控制且表面容易被氧化或者硫化形成绝缘层导致拉曼活性降低，而且，银纳米颗粒生物毒性较高。另外，目前的金、银纳米颗粒一般呈球状，SERS活性无法获得很好的提升。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生物相容性号、增强性能好的金核银壳纳米复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种金核银壳纳米复合材料，该复合材料包括双锥型的金纳米颗粒以及包裹在金纳米颗粒外部呈棒状的银纳米颗粒，所述金纳米颗粒和银纳米颗粒的质量比为(0.8～1)：(0.77～3.75)。

这种金银核壳纳米复合材料结合了金纳米材料物理化学稳定性好和生物毒性低的优点的同时结合了银纳米材料更好的拉曼增强活性的优点。这是因为金纳米颗粒的化学性质比较比较惰性而银纳米颗粒化学性质比价活泼的缘故。此外双锥形的金核以及棒状的银壳增加了复合材料的非对称性，这种非对称性即棒的两端可以增加电子云的密度，进一步增加复合材料的拉曼活性。这种由于非对称性而导致增加拉曼活性的特点被称为“避雷针效应”。

一种如上所述金核银壳纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氯金酸和柠檬酸三钠混合，并在剧烈搅拌条件下加入硼氢化钠，剧烈搅拌混合均匀后置于油浴中进行反应，反应结束后离心分离、冷却至室温，得到Au种子；