[发明专利]一种ZnS包覆SiO2

说明书

本发明涉及一种ZnS包覆SiO₂表面纳米微球材料的制备方法，采用更为简单可控的层层自组装法，首先制备SiO₂纳米球模板，而后再制备SiO2@ZnS核壳结构纳米球。此法利用的是二氧化硅模板表面的静电吸附纳米晶粒子生成厚度可控的硫化锌纳米晶包覆层。由于在纳米粒子表面包覆其他的纳米粒子可以改变作为核和壳的纳米粒子的性质，因此通过制备可裁剪的核壳结构纳米粒子可以获得我们所需的功能性纳米粒子。本发明ZnS纳米晶包覆SiO₂后，粒径明显增大，可以在表面形成ZnS壳层，且形状规整，粒径均一。

技术领域

本发明涉及一种纳米微球材料的制备方法，尤其涉及一种ZnS包覆SiO₂表面纳米微球材料的制备方法。

技术背景

II-Ⅵ半导体纳米三维核壳结构的制备研究是当前纳米三维材料的一大热点，近年来已有一系列的研究致力于这种结构的制备。其主要方法包括自组装法、电化学法、溶剂热法、超声波化学法、原子转移自由基聚合法(ATRP)、原子层沉积法(ALD)等；模板材料有：二氧化硅、聚苯乙烯、脂质体等；半导体纳米晶有：ZnS、ZnSe、CdS、CdZe、CdSe等。关于硫化锌纳米晶的核壳结构的报道主要有：热溶剂法、超声波化学合成法、种子生长法等。

发明内容

本发明的目的是提供一种ZnS包覆SiO2表面纳米微球材料的制备方法。

本发明的技术方案为：采用更为简单可控的层层自组装法，首先制备SiO₂纳米球模板，而后再制备SiO2@ZnS核壳结构纳米球。此法利用的是二氧化硅模板表面的静电吸附纳米晶粒子生成厚度可控的硫化锌纳米晶包覆层。由于在纳米粒子表面包覆其他的纳米粒子可以改变作为核和壳的纳米粒子的性质，因此通过制备可裁剪的核壳结构纳米粒子可以获得我们所需的功能性纳米粒子。如通过包覆后可以改变其表面电荷、表面功能性、表面反应活性，并且增强作为核纳米粒子的稳定性和分散性，以及可以改变核的光、磁、催化性能，从而广泛应用于作为光子晶体的结构单元、生物标记、多酶生物催化、药物分解等方面的研究。

本发明的具体技术方案如下：一种ZnS包覆SiO₂表面纳米微球材料的制备方法，其具体步骤如下：

步骤一：制备SiO2纳米球模板：按照无水乙醇：水：氨水的摩尔比为(49～40)：(30～39)：1的比例混合，搅拌30～60min；加入与氨水的摩尔比为0.01～0.05的硅源，搅拌反应2～2.5h；反应完毕后，离心分离，分别用蒸馏水、无水乙醇洗涤，于真空干燥箱中干燥，得到SiO₂固体粉末；

步骤二：制备SiO2@ZnS核壳结构纳米微球材料：称取步骤一制得的SiO₂固体粉末，溶解于无水乙醇中，超声分散使之充分溶解；称取硫源，溶于超纯水中，搅拌至完全溶解；按SiO₂固体粉末和硫源的质量比为1：(1.6～2)，将两溶液搅拌至充分溶解以后，油浴加热至60～65℃；滴加Zn(Ac)₂-2H₂O溶液和Mn(Ac)₂-4H₂O溶液，在搅拌条件下反应3～4h；离心分离反应后的沉淀，使用超纯水洗涤和无水乙醇洗涤，于真空干燥箱中真空干燥，即得到ZnS包覆SiO₂表面纳米微球材料。

优选所述的硅源为正硅酸乙酯。优选所述的硫源为三烯丙基胺(TAA)。

优选所述的Zn(Ac)₂-2H₂O溶液浓度为0.5～1mol/L；Zn(Ac)₂-2H₂O溶液的加入体积与SiO₂固体粉末的质量比为2～4ml/mg。