[发明专利]一种Ag@SiO2

说明书

本发明公开了一种Ag@SiOsubgt;2/subgt;@Sn三层核壳结构及其制备方法，该结构是以银纳米粒子(Ag NPs)为核，在其表面均匀包覆一薄层二氧化硅，再在最外层包覆一层Sn纳米粒子。其制备方式为：通过改进的法制备出Ag@SiOsubgt;2/subgt;核壳结构，然后运用湿化学还原法在Ag@SiOsubgt;2/subgt;外层包覆Sn纳米粒子制备出Ag@SiOsubgt;2/subgt;@Sn三层核壳结构。本发明制备方法绿色环保、操作简单、条件温和。与普通的金属复合材料相比，该三层核壳结构因SiOsubgt;2/subgt;隔离薄层的存在，而使其同时具有强表面等离子近场效应和宽光谱响应性质。

技术领域

本发明涉及三层核壳结构制备的技术领域，具体涉及一种Ag@SiO₂@Sn三层核壳结构及其制备方法。

背景技术

在光学领域中，利用金属纳米粒子的表面等离子近场效应增强硅薄膜器件的光吸收性能时，需要将金属纳米粒子嵌入半导体薄膜中。与传统表面等离子材料相比，与硅(Si)同主族的金属锡(β-Sn)纳米粒子因其嵌入不会引起电子缺陷而吸引了研究者的广泛关注。但β-Sn的表面等离子近场效应较弱，因此需要引入贵金属作为核来增强β-Sn的表面等离子近场效应。现有技术中，虽然可以在油相中成功制备出了Ag@SiO₂核壳结构纳米复合材料，但其工艺中油相母液配制繁琐，对操作经验要求高，并且也未涉及该结构的光学性能的探究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ag@SiO₂@Sn三层核壳结构及其制备方法，其在复合材料中，利用易于控制的惰性SiO₂薄层分隔金属Ag和Sn，避免二者形成合金，使其同时具有Ag的强表面等离子性能和Sn的宽光谱响应性质。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种Ag@SiO₂@Sn三层核壳结构，所述的Ag@SiO₂@Sn三层核壳结构是Sn纳米粒子弥散分布在Ag@SiO₂核壳结构上。

优选地，一种Ag@SiO₂@Sn三层核壳结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)在乙醇与水混合溶液中加入配制好的Ag溶胶，再加入催化剂氨水调节pH值，最后添加正硅酸四乙酯，持续搅拌一段时间后常温陈化若干小时，洗涤、干燥得到Ag@SiO₂核壳结构，备用；

(2)采用3-氨丙基三甲氧基硅烷对步骤(1)中制备的Ag@SiO₂核壳结构进行表面改性处理后，备用；

(3)在一缩二乙二醇中配制二水合氯化亚锡与PVP-K30的混合溶液，再加入步骤(2)中改性后的Ag@SiO₂核壳结构，搅拌一段时间后加入硼氢化钠溶液，在一定温度下反应1～2h后得到Ag@SiO₂@Sn三层核壳结构。

优选地，所述步骤(1)中乙醇与水的体积比为4:1～4:3，反应体系的pH值为9～10，正硅酸四乙酯添加量为10～100μL，陈化时间为12～24h。

优选地，所述步骤(2)中改性时间为4～8h。

优选地，所述步骤(3)中二水合氯化亚锡与硼氢化钠的摩尔比为1:1～1:5，二水合氯化亚锡与PVP-K30的质量比为1:4～1:5。

优选地，所述步骤(3)中反应温度为75～120℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明制备的Ag@SiO₂@Sn三层核壳结构不存在合金相；

2)本发明提供的制备方法工艺简单、操作简便、条件温和；