載金納米粒子溫敏性復(fù)合微凝膠的制備與表征.pdf

1、無論是球形的金納米球(AuNSs)，還是棒狀的金納米棒(AuNRs)都具有金屬納米粒子常見的表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，因而顯示出與宏觀塊狀金不同的光學(xué)性能、電學(xué)性能和催化性能。也正是由于表面效應(yīng)，AuNSs和AuNRs的表面能很高，很容易發(fā)生聚集，因此需要對(duì)它們進(jìn)行表面改性，或?qū)⑺鼈冐?fù)載在特定的載體中。如果將AuNSs或AuNRs負(fù)載在具有刺激響應(yīng)性的智能微凝膠中，形成的智能復(fù)合微凝膠不僅結(jié)合了兩者的性能，而且AuNSs或AuNRs的性能

2、還可響應(yīng)外界刺激而發(fā)生變化，因此這類復(fù)合微凝膠在藥物輸送與可控釋放、傳感器、醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境檢測和智能微反應(yīng)器等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。為此本論文首先合成了Au/Ag合金納米球，探討了其形成機(jī)理。然后將AuNSs或AuNRs分別負(fù)載在具有溫敏性的聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝膠中，研究了它們的局域表面等離子體共振(LSPR)光學(xué)性能與環(huán)境溫度之間關(guān)系。本文的具體研究工作及取得的研究結(jié)果主要有以下三個(gè)方面:
　　 (1)

3、用檸檬酸鈉同時(shí)作為還原劑和穩(wěn)定劑，合成了粒徑在13～40nm之間的Au/Ag合金納米球。用高分辨透射電鏡(HRTEM)和X射線散射(SAXS)法測試了合金納米球的粒徑，X射線能譜法分析結(jié)果證實(shí)了合金納米球由Au元素和Ag元素組成。減少檸檬酸鈉的用量會(huì)增加Au/Ag合金納米球的粒徑，而減少氯金酸用量會(huì)降低其粒徑。硝酸銀用量越大，Au/Ag合金納米球的粒徑越大，但其形狀逐漸由球形變?yōu)闄E球形。Au/Ag合金納米球的LSPR波長隨其粒徑增加而線

4、性增大。
　　 (2)通過兩步法原位還原絡(luò)合在PNIPAM微凝膠中的AuCl4-，制得載AuNSs的PNIPAM微凝膠。用HRTEM、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和原子力顯微鏡(AFM)等手段對(duì)形成的復(fù)合微凝膠的形態(tài)結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了表征。采用紫外可見光譜法(UV-vis)跟蹤反應(yīng)過程，發(fā)現(xiàn)12min后PNIPAM微凝膠中AuNSs的粒徑不再發(fā)生變化。隨著鹽酸羥胺用量的減少，PNIPAM微凝膠中形成的AuNSs的粒徑逐漸增大，

5、單分散性變差。隨著鹽酸羥胺和HAuC4用量的同時(shí)增加，AuNSs的粒徑會(huì)逐漸增大，重量含量卻呈下降的趨勢。載AuNSs的PNIPAM復(fù)合微凝膠具有溫敏性，其中AuNSs的LSPR光學(xué)性能也可隨溫度發(fā)生可逆的變化。PNIPAM微凝膠發(fā)生溫度變化刺激的體積相轉(zhuǎn)變后，其中水含量減少導(dǎo)致折光指數(shù)增加，以及AuNSs之間距離縮短造成它們表面的電磁場產(chǎn)生耦合作用，是微凝膠中AuNSs的LSPR光學(xué)性能隨溫度發(fā)生變化的主要原因。
　　 (3)

6、以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨為模板，用抗壞血酸作為還原劑通過還原反應(yīng)使PNIPAM微凝膠中的Au種子長大為AuNRs，制得填充AuNRs的溫敏性復(fù)合微凝膠。PNIPAM微凝膠的交聯(lián)密度越小，越有利于AuNRs的形成。隨著AgNO3用量的增加，PNIPAM微凝膠中AuNRs的長徑比增大。隨著種子溶液用量的增加，復(fù)合微凝膠中AuNRs的長徑比也增大。充填A(yù)uNRs的PNIPAM微凝膠具有溫敏性，其中AuNRs的橫向LSPR波長隨溫