二氧化硅包覆的荧光贵金属纳米团簇 复合材料的形貌调控

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文章编号： 1672-6987（2024）04-0075-10； DOI： 10.16351/j.1672-6987.2024.04.011

谢亚丽， 刘旭光， 袁勋， 朱海光*（青岛科技大学 材料科学与工程学院，山东 青岛 266042)

摘要： 超小金属纳米团簇已发展成为一类新型的功能纳米材料，但是其稳定性不足极大地限制了它们在应用领域的深入发展。基于此，通过改进Stber方法开发了一种制备不同形貌的二氧化硅（SiO2）包覆的金属纳米团簇复合材料的简单策略。该策略通过调节SiO2前驱体的水解速率，可制备表面粗糙且尺寸较小的Ag NCs@SiO2实心球（Ag NCs指银纳米团簇）和表面光滑但尺寸较大的Ag NCs@SiO2实心球，而通过调节溶剂极性可制备较大尺寸的Ag NCs@SiO2空心球。本工作研究了3种Ag NCs@SiO2纳米复合材料的形貌调控机制，并对Ag NCs@SiO2空心球的形成过程进行了监测。研究结果表明，经SiO2包覆后，Ag NCs的稳定性显著提高。另外，该策略被证实是一种通用的合成策略，可用于制造其他SiO2包覆的金属纳米团簇复合材料。本研究为其它金属纳米材料/SiO2纳米复合材料的设计和形貌调控提供了思路，并为金属团簇基复合纳米材料的应用奠定了道路。

关键词： 金属纳米团簇； 稳定性； 荧光； 纳米复合材料； 二氧化硅

中图分类号： TQ 110.3文献标志码： A

引用格式： 谢亚丽， 刘旭光， 袁勋， 等. 二氧化硅包覆的荧光贵金属纳米团簇复合材料的形貌调控［J］. 青岛科技大学学报(自然科学版), 2024, 45（4）： 75-84.

XIE Yali, LIU Xuguang, YUAN Xun, et al. Morphology engineering of luminescent silica-coated metal nanoclusters nanocomposite［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition), 2024， 45（4）： 75-84.

Morphology Engineering of Luminescent Silica-coated Metal

Nanoclusters Nanocomposite

XIE Yali， LIU Xuguang， YUAN Xun, ZHU Haiguang

(College of Materials Science and Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China)

Abstract: Ultrasmall metal nanoclusters (NCs) have emerged as a novel class of functional nanomaterial, but usually suffer from poor stabilities, curtailing their further advance in those applied fields. Here we report a facile strategy in fabricating hybrid metal NCs@SiO2 nanospheres with tailorable structures via a modified Stber method. By adjusting the hydrolysis rate of SiO2 precursor, smaller sized Ag NCs@SiO2 solid spheres with rough surface and larger sized Ag NCs@SiO2 solid spheres with smooth surface could be prepared, while larger sized Ag NCs@SiO2 hollow spheres could be acquired by tuning the solvent polarity. The working principle of this strategy in tailoring the structure of Ag NCs@SiO2 spheres was studied, and the formation process of the Ag NCs@SiO2 hollow spheres was also monitored. The stability of Ag NCs was dramatically improved upon SiO2 coating. This strategy has been proved to be versatile, and can be applied for fabricating other metal NCs@SiO2 hybrids. This study may open a window in the design and structual control of metal NCs/SiO2 nanocomposites, and could stimulate more research interests in the applications of metal NCs-based hybrids.

Key words: metal nanoclusters; stability; luminescence; nanocomposite; silica

收稿日期： 2023-05-22

基金项目： 青岛科技大学科研启动基金项目(210/010029031,210/010029008).

作者简介： 谢亚丽 (1997—),女,硕士研究生.*通信联系人.