溶液。
[0046]將含金納米顆粒的己燒溶液在轉(zhuǎn)速為5000rpm，時長為5min的條件下離心一次，得到金納米顆粒的平均粒徑為6nm，尺寸偏差約為6%，顆粒尺寸均勻的油相單分散金納米顆粒純?nèi)芤骸?br>[0047]步驟3，獲得金納米顆粒純?nèi)芤旱臐舛取?br>[0048]量取100 μ 1金納米顆粒純?nèi)芤褐猎嚬苤?，再加?00 μ 1己烷，得到稀釋了 10倍的金納米顆粒純?nèi)芤旱南♂屓芤骸?br>[0049]將稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液加入石英比色皿中，使用紫外可見分光光度計測試稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液在300nm-800nm波長范圍內(nèi)的最大吸光度。
[0050]根據(jù)稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液中金納米顆粒的粒徑為6nm，經(jīng)查表得到金納米顆粒的吸光系數(shù)為ε = 3Χ 106mol 1.L.cm 1 ο
[0051]通過朗伯-比爾定律，計算得到稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液的濃度Q。
[0052]按照C2= 10.C:，計算得到金納米顆粒純?nèi)芤旱臐舛龋渲?，Q為稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液的濃度。
[0053]步驟4，獲得金納米顆粒自組裝的可移植單層薄膜。
[0054]量取8ml乙二醇至聚四氟乙烯燒杯中。
[0055]將5 μ 1顆粒濃度為0.5 X 10 6mol/L的金納米顆粒溶液滴至乙二醇表面，蓋上玻璃片靜置15-30min，得到金納米顆粒自組裝的可移植單層薄膜。其中，采用乙二醇作為面下相，通過在不相混的液體表面上對金納米顆粒的自組裝進行調(diào)節(jié)，使得無基底限制且肉眼可見、自由懸浮的金納米顆粒單層薄膜能在一般的條件下就得以生長；且可移植單層薄膜的厚度為6nm，相當(dāng)于一個納米晶體單元。
[0056]將基片放在可移植單層薄膜下面，輕輕提起基片使金納米顆粒單層薄膜附著于基片上，得到附著了金納米顆粒自組裝單層薄膜的基片。
[0057]將附著了金納米顆粒自組裝單層薄膜的基片，在120°C下烘干10h，得到干燥的金納米顆粒自組裝單層薄膜。
[0058]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的效果做進一步的描述。
[0059]使用日本JE0L公司生產(chǎn)的JEM-2100F型透射電子顯微鏡，對本發(fā)明步驟(4)中所獲得的干燥的金納米顆粒自組裝單層薄膜進行透射電子顯微鏡測試，分別得到由透射電子顯微鏡所拍攝的低倍TEM圖，如圖1所示，和高倍TEM圖，如圖2所示。
[0060]在透射電子顯微鏡的低放大倍數(shù)下，觀察到如圖1所示的大面積連續(xù)的均勻單層薄膜，說明通過本發(fā)明所獲得的金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的厚度為單層納米顆粒，相當(dāng)于一個納米晶體單元。而現(xiàn)有技術(shù)中的中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院擁有的專利技術(shù)“單分散的金納米顆粒及其組裝體的制備方法”(專利號CN2012105316995，授權(quán)公告號CN 103008681 B)所制備得到的是多孔隙的金納米顆粒團聚體，無法得到本發(fā)明中連續(xù)且均勻的金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜。因此可見，本發(fā)明更適于利用形貌均一、尺寸均勻的金納米顆粒自組裝得到長程有序、緊密堆積的結(jié)構(gòu)，且厚度為單層納米顆粒的均勻薄膜。
[0061]在透射電子顯微鏡的高放大倍數(shù)下，觀察到如圖2所示的連續(xù)的均勻金納米顆粒自組裝，說明了呈周期性排列的金納米顆粒自組裝為厚度僅為單層納米顆粒的薄膜，而現(xiàn)有技術(shù)中的蘇州大學(xué)擁有的專利技術(shù)“一種金納米粒子單層膜的制備方法及其裝置”(申請?zhí)朇N201310587200.7，申請公布號CN 103590037 A)所制備得到的是金納米粒子自由組裝的無序單層薄膜，無法得到本發(fā)明中呈周期性排列的金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜。因此可見，本發(fā)明更適于利用呈周期性排列的金納米顆粒自組裝得到厚度均一可控，大面積連續(xù)，且可以在任意基底上進行移植的單層薄膜，本發(fā)明能夠更好地應(yīng)用在其他領(lǐng)域，亦可推廣到其他納米貴金屬粒子(如銀，鉑等)自組裝可移植單層薄膜的制備。
[0062]分別采用ImageJ圖像處理軟件和數(shù)據(jù)擬合程序，對透射電子顯微鏡所拍攝的金納米顆粒自組裝單層薄膜的高倍TEM圖進行粒徑分析，得到金納米顆粒的粒徑分布圖，如圖3所示，其中，橫軸表示金納米顆粒的粒徑(nm)，縱軸表示金納米顆粒的數(shù)目，柱狀圖表示各粒徑尺寸所對應(yīng)的金納米顆粒數(shù)目，黑色曲線表示金納米顆粒的粒徑分布。因此，從圖3中的黑色曲線最高峰對應(yīng)的橫軸數(shù)值可知，本發(fā)明中金納米顆粒的平均粒徑為6nm，計算得尺寸偏差約為6%。而現(xiàn)有技術(shù)中的中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院擁有的專利技術(shù)“單分散的金納米顆粒及其組裝體的制備方法”(專利號CN2012105316995，授權(quán)公告號CN103008681 B)所制備的金納米顆粒的平均粒徑為10.7nm，尺寸偏差較大。因此可見，本發(fā)明更適于制備出平均粒徑為6nm，尺寸偏差約為6%的金納米顆粒自組裝的可移植單層薄膜。
【主權(quán)項】
1.一種金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)獲得金納米顆粒原液: (la)將0.25mmol三苯基磷氯金溶解在25ml甲苯中，加入lmmol十二燒硫醇，得到溶液A的前驅(qū)體； (lb)將2.5mmol甲硼烷-叔丁胺絡(luò)合物溶解在15ml甲苯中，得到溶液B的前驅(qū)體；(lc)在室溫下，將溶液A的前驅(qū)體、溶液B的前驅(qū)體分別置于90-100°C硅油浴中加熱攪拌至完全溶解，得到溶液A和溶液B ; (Id)將溶液B逐滴快速地加入到溶液A中，得到混合溶液； (le)將混合溶液置于100°C娃油浴中加熱攪拌5min ； (If)將混合溶液自然冷卻至室溫，得到金納米顆粒的原液； (2)獲得金納米顆粒純?nèi)芤? (2a)將無水乙醇加入到金納米顆粒原液中； (2b)將金納米顆粒原液離心兩次，得到金納米顆粒的黑色沉淀； (2c)將金納米顆粒的黑色沉淀干燥； (2d)將干燥后的金納米顆粒黑色沉淀溶解在己烷中，得到含金納米顆粒的己烷溶液；(2e)將含金納米顆粒的己燒溶液在轉(zhuǎn)速為5000rpm，時長為5min的條件下離心一次，得到單一油相體系的金納米顆粒純?nèi)芤海? (3)獲得金納米顆粒純?nèi)芤旱臐舛? (3a)量取100 μ 1金納米顆粒純?nèi)芤褐猎嚬苤?，再加?00 μ 1己烷，得到稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液； (3b)將稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液加入石英比色皿中，使用紫外可見分光光度計，測試稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液在300nm-800nm波長范圍內(nèi)的最大吸光度； (3c)分別計算稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液的濃度，金納米顆粒純?nèi)芤旱臐舛龋? (4)獲得金納米顆粒自組裝的可移植單層薄膜: (4a)量取8ml乙二醇至聚四氟乙烯燒杯中； (4b)將5 μ 1顆粒濃度為0.5Χ 10 6mol/L的金納米顆粒溶液滴至乙二醇表面，蓋上玻璃片靜置15-30min，得到懸浮在乙二醇表面的自組裝金納米顆粒的可移植單層薄膜； (4c)將基片放在可移植單層薄膜下面，輕輕提起基片使金納米顆粒自組裝的可移植單層薄膜附著于基片上，得到附著了金納米顆粒自組裝單層薄膜的基片； (4d)將附著了金納米顆粒自組裝單層薄膜的基片，在120°C下烘干10h，得到干燥的金納米顆粒自組裝單層薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2b)中所述的對金納米顆粒原液離心兩次的條件是，第一次加入的無水乙醇與所離心的金納米顆粒原液是等配比容積，離心轉(zhuǎn)速為3000rpm，離心時長為2min ;第二次加入的無水乙醇為第一次所加無水乙醇容積的一半，離心轉(zhuǎn)速為2000rpm，離心時長為2min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2d)中所述的將干燥的金納米顆粒黑色沉淀溶解在己烷中，得到含金納米顆粒的己烷溶液是指，所加己烷的容積為所離心的金納米顆粒原液容積的1/3，且采用己烷作為溶劑，能使得金納米顆粒的自組裝過程在三十分鐘內(nèi)便徹底完成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2e)中所述的金納米顆粒純?nèi)芤菏侵福鸺{米顆粒的平均粒徑為6nm，尺寸偏差約為6%，顆粒尺寸均勻的油相單分散金納米顆粒純?nèi)芤骸?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3c)中所述的分別計算稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液的濃度和金納米顆粒純?nèi)芤旱臐舛鹊姆椒ㄊ? 第一步，根據(jù)稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液中金納米顆粒的粒徑為6nm，經(jīng)查表得到金納米顆粒的吸光系數(shù)為ε = 3Χ 106mol 1.L.cm 1 ； 第二步，通過朗伯-比爾定律，計算得到稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液的濃度C1; 第三步，按照C2= 10.C:，計算得到金納米顆粒純?nèi)芤旱臐舛?，其中，Q為稀釋10倍的金納米顆粒稀釋溶液的濃度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(4b)中所述的金納米顆粒自組裝的可移植單層薄膜的厚度為6nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備方法，包括制備金納米顆粒原液，制備金納米顆粒純?nèi)芤?，以及在不相混的液體表面上金納米顆粒自組裝為可移植的單層薄膜。本發(fā)明通過一步一相法制備出金納米顆粒，采用乙二醇作為面下相，在不相混的液體表面上對金納米顆粒的自組裝進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)金納米顆粒自組裝為可移植的單層薄膜。本發(fā)明可用于金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜的制備。本發(fā)明制備的金納米顆粒自組裝可移植單層薄膜大面積連續(xù)，厚度均一可控，穩(wěn)定性好，可長時間保存，以及能在任意基片上進行移植，且實現(xiàn)自組裝的金納米顆粒的平均粒徑為6nm，尺寸偏差約為6％。
【IPC分類】B22F9/24
【公開號】CN105252016
【申請?zhí)枴緾N201510765301
【發(fā)明人】萬艷芬, 楊鵬, 水世顯, 張顯, 吳治涌
【申請人】西安電子科技大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月11日