[发明专利]一种等离激元纳米超结构的通用组装方法

说明书

本发明公开了一种等离激元纳米超结构的通用组装方法，具体包括以下步骤：(1)合成具有等离激元活性的纳米粒子；(2)制得已修饰带正电的粒子；(3)组成等离激元纳米超结构。本发明通过将带正电的分子选择性的修饰在具有等离激元活性的纳米粒子一端；采用静电自组装方式将具有不同等离激元活性的纳米粒子组装在一起形成等离激元超结构，不仅可以将其制备成SERS基底用于SERS的快速检测，同时还能将其直接置于光催化反应装置中直接进行光催化实验，并且还可以用于太阳能电池、等离激元增强光电探测器、等离激元增强荧光等，且该方法操作简单、快捷、能够批量化合成。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种等离激元纳米超结构的通用组装方法。

背景技术

等离激元纳米材料由于其具有大的散射和吸收截面，已经被广泛的应用于等离激元增强光催化、等离激元增强光电探测器、表面增强拉曼散射光谱、等离激元增强太阳能电池等诸多领域。此外，通过改变等离激元纳米材料的尺寸、形貌以及组成即可实现其在太阳光全光谱范围内吸收效率的提升。特别是当两个或两个以上的等离激元纳米粒子相互靠近时，由于彼此间的耦合作用使得其周围的局域电磁场强度获得极大的提升，从而显著的提升对太阳光的利用效率。然而，通常人们采用的合成手段制备出来的等离激元纳米材料往往以单粒子形式存在，使得其对太阳光的利用效率依然较低。随着技术的不断发展，人们采用如光刻、微纳加工等技术手段实现了等离激元纳米材料的周期性排布，在一定程度上提升了材料对太阳光的利用效率。但由于技术手段昂贵，极大的限制了等离激元纳米材料在实际生活中的应用。

另一方面，在实际环境中往往需要两种或两种以上的等离激元纳米材料相互协同才能最大程度的提升材料对太阳光的高效利用。这使得采用光刻、微纳加工等手段制备多组分的等离激元纳米材料变得尤为困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种等离激元纳米超结构的通用组装方法，用以解决长期以来单一的等离激元纳米材料无法满足实际复杂情况需求的问题。

为了实现以上目的，本发明的技术方案之一为：一种等离激元纳米超结构的通用组装方法，具体包括以下步骤：

(1)合成具有等离激元活性的纳米粒子；

(2)将步骤(1)中合成好的纳米粒子浸泡在带正电的修饰分子中，得到已修饰带正电的粒子；

(3)将步骤(1)中合成好的纳米粒子与步骤(2)中得到的已修饰带正电的粒子进行简单的物理混合，即可获得由不同材料组成的等离激元纳米超结构。

进一步方案，所述组装方法还包括将等离激元纳米超结构制备成SERS基底，或将等离激元纳米超结构直接置于光催化反应装置中。

进一步方案，所述步骤(1)中合成具体等离激元纳米材料的粒子包括Au、Ag、Au@SiO₂、Ag@SiO₂、Au@TiO₂、Au@CdS、Ag@TiO₂、Au@Pt、Au@Pd、AuPt合金中的一种或多种。

进一步方案，所述步骤(2)中的带正电修饰的分子为聚烯丙基胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶、十六烷基三甲氧基氯化铵中的一种。

进一步方案，所述步骤(3)中只需将修饰了带正电的等离激元纳米粒子与没有修饰的等离激元纳米粒子简单混合即可获得具有各种独特性质的等离激元纳米超结构如：Ag@SiO₂-Au@CdS、Au@SiO₂-Au@CdS、Au-AuPt、Au@TiO₂-AuAg、Au@Pt-Au、Au@CdS-Au@Pt等。

进一步方案，所述步骤(3)中合成好的纳米粒子与已修饰带正电的粒子按照体积比1:1混合。

为了实现以上目的，本发明的技术方案之二为：一种等离激元纳米超结构的通用组装方法制备得到的等离激元纳米超结构。