一種鋅銅合金納米簇的合成方法與流程

本發明屬于納米材料技術領域。

背景技術：

近年來，性質介于分子和納米粒子之間的金屬納米簇因為其獨特的光學性質和電子學性質而受到了廣泛的關注和研究。金屬納米簇的粒徑一般小于2nm，原子個數一般低于100個。金屬材料的尺寸很大程度地影響著金屬材料的性質變化，當金屬納米粒子的尺寸減小到接近電子的費米波長時，電子的運動受到限制，連續的能級結構變成與分子類似的不連續的電子能級結構，由此使得金屬納米簇產生獨特的光學性質和電子學性質。在這個尺寸范圍內，因為分離的能級結構，金屬納米簇不具有金屬納米粒子表面等離子體共振吸收的特性；另一方面，其與光的相互作用可以通過電子在能級間的躍遷實現，因而，金屬納米簇可以發射出熒光，且該熒光具有較強的尺寸依賴性。因此，金屬納米簇被認為是連接金屬原子與納米顆粒的橋梁。

目前研究較為廣泛的主要是金、銀等貴金屬納米簇。相比于有機熒光染料、半導體量子點、聚合物納米顆粒等熒光納米探針，貴金屬納米簇作為一種新型的熒光探針具有諸多優點，如光穩定性好、具有超細尺寸，具有低毒性等。而除了優越的熒光性能，關于貴金屬納米團簇更多的結構特性也被相繼研究和報道，特別是光學，催化，電、磁特性等相關的特性，金屬獨特的物理化學性質與納米材料特殊性能的有機結合使得金屬納米簇在化學催化、能源、電子及生物傳感等方面有著十分廣闊的應用前景。而鋅、銅納米簇的研究比較稀少，因為鋅、銅本身性質不穩定導致很難合成性質穩定且熒光性能良好的鋅、銅納米簇。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種鋅銅合金納米簇的制備方法。本發明的技術方案如下：

首先取一定量的硝酸鋅溶液和硫酸銅溶液加入到牛血清蛋白溶液中，室溫下攪拌混合均勻。其中硝酸鋅的濃度范圍為2.0～4.0mmol/l；硫酸銅溶液的濃度為2.0～4.0mmol/l；牛血清蛋白的濃度為15～30mg/ml。且硝酸鋅溶液、硫酸銅溶液和牛血清蛋白溶液的體積比為1：1：10。然后向所得混合溶液中加入氫氧化鈉溶液調節ph至11～12，將混合溶液在加熱水浴55℃條件下攪拌反應一8小時后得到鋅銅合金簇。

具體實施方式

為了更清楚地理解本發明的技術方案，下面通過實施例子對本發明作進一步詳細說明。需要說明的是，以下是發明人給出的具體實施例子，但本發明不限于這些實施例。

實施例1：

取0.5ml濃度為2.0mmol/l的硝酸鋅溶液和0.5ml濃度為4.0mmol/l的硫酸銅溶液加入濃度為15mg/ml的5ml牛血清蛋白溶液中，室溫下攪拌5min混合均勻后加入氫氧化鈉溶液調節混合溶液ph至12，溶液顏色由淡藍色變為淺紫色，最后將混合溶液在55℃條件下反應8小時后得到淺棕色溶液即為鋅銅合金簇。其熒光激發光譜和發射光譜如圖1所示。

實施例2：

取0.5ml濃度為2.0mmol/l的硝酸鋅溶液和0.5ml濃度為4.0mmol/l的硫酸銅溶液加入濃度為22.5mg/ml的5ml牛血清蛋白溶液中，室溫下攪拌5min混合均勻后加入氫氧化鈉溶液調節混合溶液ph至12，溶液顏色由淡藍色變為淺紫色，最后將混合溶液在55℃條件下反應8小時后得到淺棕色溶液即為鋅銅合金簇。其熒光激發光譜和發射光譜如圖2所示。

實施例3：

取0.5ml濃度為2.0mmol/l的硝酸鋅溶液和0.5ml濃度為6.0mmol/l的硫酸銅溶液加入濃度為22.5mg/ml的5ml牛血清蛋白溶液中，室溫下攪拌5min混合均勻后加入氫氧化鈉溶液調節混合溶液ph至12，溶液顏色由淡藍色變為淺紫色，最后將混合溶液在55℃條件下反應8小時后得到淺棕色溶液即為鋅銅合金簇。其熒光激發光譜和發射光譜如圖3所示。

實施例4：

取0.5ml濃度為4.0mmol/l的硝酸鋅溶液和0.5ml濃度為4.0mmol/l的硫酸銅溶液加入濃度為30mg/ml的5ml牛血清蛋白溶液中，室溫下攪拌5min混合均勻后加入氫氧化鈉溶液調節混合溶液ph至12，溶液顏色由淡藍色變為淺紫色，最后將混合溶液在55℃條件下反應8小時后得到淺棕色溶液即為鋅銅合金簇。其熒光激發光譜和發射光譜如圖4所示。

附圖說明

圖1為按實施例1.方法合成的鋅銅合金納米簇的熒光激發光譜和發射光譜。

圖2為按實施例2.方法合成的鋅銅合金納米簇的熒光激發光譜和發射光譜。

圖3為按實施例3.方法合成的鋅銅合金納米簇的熒光激發光譜和發射光譜。

圖4為按實施例4.方法合成的鋅銅合金納米簇的熒光激發光譜和發射光譜。

技術特征：

技術總結
本發明屬納米材料技術領域，具體涉及一種鋅銅合金納米簇的制備方法。包括如下步驟：首先將硝酸鋅溶液和硫酸銅溶液加入到牛血清蛋白溶液中，室溫下攪拌混合均勻；再向所得混合溶液中加入氫氧化鈉溶液調節pH為堿性，將混合溶液在加熱水浴條件下攪拌反應一段時間后得到鋅銅合金簇。本發明在溫和條件下合成了穩定的鋅銅合金納米簇。

技術研發人員：趙媛;李好;孫雅麗;楊亞鑫
受保護的技術使用者：江南大學
技術研發日：2017.06.14
技術公布日：2017.09.01