[发明专利]利用种子生长法所得金纳米棒水相转油相的表面修饰方法

说明书

本发明提供一种利用种子生长法所得金纳米棒水相转油相的表面修饰方法，所述的金纳米棒为十六烷基三甲基溴化铵双分子层稳定的金纳米棒。所述水相转油相的表面修饰为先在中介溶液中修饰，之后在目标溶液中二次修饰，最终分散到目标溶液中。该方法包括以下步骤：(1)制备十六烷基三甲基溴化铵双分子层稳定的金纳米棒；(2)通过离心将金纳米棒溶液溶于中介溶液，在金纳米棒表面修饰聚苯乙烯；(3)通过离心将聚苯乙烯部分修饰的金纳米棒转移到目标油相中进行二次修饰，得到聚苯乙烯全面修饰的金纳米棒。该方法操作简单、效率高、耗时短。通过本方法得到的金纳米棒在油相中具有很好的分散性及稳定性。

技术领域

本发明属于贵金属纳米颗粒的修饰领域，特别涉及聚苯乙烯(Polystyrene)通过配体交换替换掉金纳米棒表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，将金纳米棒从水相转移至油相并能在油相中稳定分散的修饰方法。

背景技术

金纳米棒具有纵向和横向等离子共振效应，并具有一系列与形状相关的性质，如吸收、光致发光、表面增强拉曼截面和电导率。这些特性决定了离散的金纳米棒在光学和电子器件、传感和成像、生物诊断、药物和基因传递等方面具有较高的潜在应用价值。自组装或辅助组装成有序阵列的金纳米棒，可以实现由相邻单个纳米粒子的光学和电子特性耦合而产生的整体特性，为制造新材料和功能器件提供一条新的途径。迄今为止，金纳米棒阵列的自组装已经取得了显著的进展，比如人们采用与金纳米棒通过化学或物理结合的配体来稳定金纳米棒，采用DNA、碳纳米管、嵌段共聚物模板或外部电场等对金纳米棒进行组装，但这些方法中大多数都受限于对整体的几何形状和复杂性的控制，一般来说，要获得不同的纳米棒自组装结构，必须通过替换或修饰配体来改变其表面化学性质。

对纳米颗粒表面进行配体修饰的方法有两种：表面引发聚合法(Grafting from)和配体置换法(Grafting to)。表面引发聚合法是先在纳米颗粒表面形成聚合反应的引发点，然后在表面引发单体聚合反应；配体置换法是用端部基团处理过的和纳米颗粒具有相互作用的聚合物配体替换掉纳米颗粒表面原有的作为稳定剂的配体。相对于表面引发聚合法而言，配体置换法操作简单，配体在纳米颗粒表面分布更加均匀，可对纳米颗粒的表面性质进行精确的调控，本发明提供的修饰方法为配体置换法。

目前，人们通过采用金种子生长法可制备出CTAB保护的不同长径比的金纳米棒，该方法操作简单，可重复性高，实用性强，且通过金种子生长法制备的金纳米棒，其两端和侧面对配体分子结合的能力不同，这为金纳米棒分步修饰PS成为了可能。但通过该方法制备的金纳米棒是水溶性的，不溶于四氢呋喃、甲苯等油溶性溶剂，从而极大限制了金纳米棒的实际应用。并且，到目前为止文献和专利公开的CTAB保护的金纳米棒上难以修饰或者只能部分修饰PS，达不到全面包覆的效果，使得金纳米棒在油性溶剂中难以保持良好的分散性，在某种程度上限制了金纳米棒的储存和在油性溶剂中的进一步使用。

发明内容

本发明的第一目的是克服原有技术的不足之处，采用一种两步修饰的方法在金纳米棒表面修饰PS。

发明的第二目的是通过提出的这种修饰方法能够将金纳米棒从水相转移到油相，并能在油相中具有较好的分散性。

所述在金纳米棒表面修饰PS的方法，包括如下步骤：

(1)将CTAB双分子层稳定的金纳米棒离心2次，在超声下将溶有PS的中介溶液滴入金纳米棒溶液中。

(2)将所述溶有PS和金纳米棒的中介溶液在室温下搅拌12h。

(3)离心，将部分修饰的金纳米棒转移到溶有PS的目标溶液进行二次修饰。

(4)将所述溶有PS和部分修饰金纳米棒的目标溶液在室温下搅拌12h。

(5)离心，去除游离的PS上清液。

(6)将修饰的金纳米棒分散到目标溶液。