專(zhuān)利名稱(chēng)：一種金簇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金簇的制備方法，屬于金屬簇合物的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
團(tuán)簇是指由幾個(gè)到幾百個(gè)乃至上萬(wàn)個(gè)原子或分子結(jié)合在一起構(gòu)成的相對(duì)穩(wěn)定的集合體。它是單個(gè)原子到宏觀固體之間的過(guò)渡態(tài)。團(tuán)簇在物理、化學(xué)等方面都有著很多既不同于單個(gè)原子，也不同于宏觀固體的特殊性質(zhì)，具有廣泛潛在應(yīng)用范圍，目前正在被科研工作者用來(lái)開(kāi)發(fā)各種各樣的高靈敏度和高選擇性的分析與檢測(cè)新方法。在眾多類(lèi)型的團(tuán)簇粒子中，金簇有更為獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在催化反應(yīng)、高靈敏度傳感器研制、質(zhì)譜分析等領(lǐng)域均具有特色應(yīng)用。已有的研究表明，金簇具有不同的結(jié)構(gòu)和尺寸，并且不同尺寸金簇的催化能力、穩(wěn)定性等不盡相同。金簇的結(jié)構(gòu)與尺寸與其制備方法關(guān)系密切，如何通過(guò)制備過(guò)程來(lái)調(diào)控或獲得目標(biāo)金簇離子，依然是一個(gè)挑戰(zhàn)性的課題。目前金簇的制備方法有磁控濺射、激光濺射超聲分子束冷卻、雙激光蒸發(fā)和激光直接氣化等法，其中磁控濺射法產(chǎn)生的金簇較大，金原子數(shù)可達(dá)幾百，但設(shè)備復(fù)雜；激光濺射超聲分子束冷卻也可產(chǎn)生幾百個(gè)原子的金簇，但因引入了高壓氣體，系統(tǒng)的真空控制難度大，應(yīng)用不變；雙激光蒸發(fā)法可得到100金原子以下的金簇，金簇?cái)?shù)目相對(duì)有限；激光直接氣化技術(shù)的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，但所生成的金簇?cái)?shù)目比較有限，即使與化學(xué)原理結(jié)合，如將氯金酸和2-(4-羥基苯唑)苯甲酸的混合物，借助基質(zhì)輔助激光解析，也只能得到不超過(guò)100 金原子的團(tuán)簇正離子，得不到負(fù)離子金簇。歸納而言，目前還沒(méi)有一種比較簡(jiǎn)單的方法，可以根據(jù)需要制備不同質(zhì)量(特別是質(zhì)量梯次)的金簇正離子和負(fù)離子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能簡(jiǎn)便地產(chǎn)生質(zhì)荷比范圍寬的金簇正離子和負(fù)離子的制備方法。本發(fā)明提供的金簇制備方法，包括如下步驟在基底上蒸鍍金膜，將基質(zhì)涂覆在金膜表面，用激光轟擊所述金膜即得產(chǎn)品。上述的制備方法中，在線分析和鑒定所得金簇即可。上述的制備方法中，所述的基底可以是平滑的固體表面如載玻片、粗糙固體表面如毛玻璃和具有特殊周期結(jié)構(gòu)的固體表明如光子晶體。上述的制備方法中，所述光子晶體可以是二氧化硅光子晶體或聚苯乙烯光子晶體，所述光子晶體可通過(guò)自組裝或其他方法組裝在所述基底上。上述的制備方法中，所述金膜可以經(jīng)真空噴鍍或化學(xué)濕法沉積制的，厚度在 IOnm IOOOnm 之間，如 50nm。上述的制備方法中，所述激光可為脈沖激光，包括氮分子激光、紫外半導(dǎo)體脈沖激光等，頻率在2 30Hz之間，具體可為2Hz或30Hz，功率為最大功率的80% 100%之間， 具體可為80%或100%。
上述的制備方法中，所述轟擊在MALDI-T0F質(zhì)譜儀(基質(zhì)輔助激光解析飛行時(shí)間質(zhì)譜儀)或MALDI-FTICR質(zhì)譜儀(基質(zhì)輔助激光解析傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀)中進(jìn)行。上述的制備方法中，所述基質(zhì)可為2，5- 二羥基苯甲酸(DHB)、α -氰基_4_羥基肉桂酸(CCA)或3-氨基喹啉(3-AQ)或2-(4-羥基苯唑)苯甲酸(HABA)等。本發(fā)明提供的制備方法可得到系列的金簇，金簇的正離子質(zhì)荷比高達(dá)20，000，金簇的負(fù)離子質(zhì)荷比高達(dá)10，000，也提供了一種可直接利用質(zhì)譜儀佩帶的激光直接氣化金膜來(lái)簡(jiǎn)便地產(chǎn)生質(zhì)荷比范圍寬的金簇正離子和負(fù)離子的方法；本發(fā)明的方法中的基底和金膜可以重復(fù)使用，所制備的金簇可用于金簇的結(jié)構(gòu)、催化反應(yīng)和質(zhì)譜質(zhì)量校正研究等。


圖1為實(shí)施例1中HABA輔助金膜產(chǎn)生的金簇的正離子峰。圖2為實(shí)施例1中HABA輔助金膜產(chǎn)生的金簇的負(fù)離子峰。圖3為實(shí)施例2中DHB輔助金膜產(chǎn)生的金簇的正離子峰。圖4為實(shí)施例2中DHB輔助金膜產(chǎn)生的金簇的負(fù)離子峰。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。實(shí)施例1、金簇的制備(1) 二氧化硅顆粒的制備通過(guò)氨水催化正硅酸乙酯水解制備，具體方法如下將一只圓底燒瓶置于恒溫水浴中，磁力攪拌，往其中依次加入一定量的無(wú)水乙醇、一定量的氨水、一定量的超純水、一定量的正硅酸乙酯，恒溫恒速下持續(xù)反應(yīng)十幾個(gè)小時(shí)。反應(yīng)完畢后依次用三蒸水和無(wú)水乙醇分別離心洗滌，最后二氧化硅顆粒保存在無(wú)水乙醇中備用。(2) 二氧化硅光子晶體的制備一定體積分?jǐn)?shù)的二氧化硅顆粒的乙醇分散液倒入稱(chēng)量瓶中，將載玻片豎直插入分散液中，室溫條件下通過(guò)蒸發(fā)誘導(dǎo)豎直生長(zhǎng)法制備，具體的制備方法為將二氧化硅顆粒置于真空干燥箱中干燥。干燥后的二氧化硅顆粒分散在無(wú)水乙醇中，得一定體積分?jǐn)?shù)的二氧化硅顆粒的乙醇分散液。將二氧化硅顆粒的乙醇分散液倒入稱(chēng)量瓶中，將載玻片豎直插入分散液中，室溫下隨著無(wú)水乙醇的蒸發(fā)，在靜電力和毛細(xì)管力的作用下，二氧化硅顆粒在載玻片表面組裝得到光子晶體。(3)金膜的制備稱(chēng)取87mg的金和3mg的鉻，通過(guò)真空蒸鍍的方法首先在二氧化硅光子晶體的表面鍍一層鉻作為粘結(jié)層，然后蒸鍍一層金膜(JEE-4X真空鍍膜儀)，厚度為50nm。(4)金簇的制備將1 μ L 2- (4-羥基苯唑)苯甲酸(HABA)溶液(溶于乙腈和水的混合液，二者的體積比為1 1，含有5%。(V/V)三氟乙酸)滴在金膜表面，晾干后，將上述涂覆有金膜的載玻片置于autoflex III (Bruker,USA)質(zhì)譜儀中，用脈沖激光進(jìn)行轟擊，其頻率為2Hz，轟擊
4的功率為激光最大功率的100% ；分別用線性正離子和線性負(fù)離子模式得到金簇的正離子峰和負(fù)離子峰質(zhì)譜圖，分別如圖1和圖2所示，金簇正離子質(zhì)荷比高達(dá)20，000，金簇負(fù)離子質(zhì)荷比高達(dá)10，000。由上可知，本實(shí)施例得到了系列的質(zhì)荷比范圍寬的金簇離子，其中金簇正離子質(zhì)荷比上限可高達(dá)20，000，金簇負(fù)離子質(zhì)荷比上限可達(dá)10，000。實(shí)施例2、金簇的制備(1) 二氧化硅顆粒的制備制備方法同實(shí)施例中步驟(1)。(2) 二氧化硅光子晶體的制備制備方法同實(shí)施例中步驟(2)。(3)金膜的制備稱(chēng)取87mg金和3mg鉻，通過(guò)真空蒸鍍的方法首先在二氧化硅光子晶體的表面鍍一層鉻作為粘結(jié)層，然后蒸鍍一層金膜，厚度為50nm。(4)金簇的制備將IyL 2，5_ 二羥基苯甲酸(DHB)溶液(溶于乙腈和水的混合液，二者的體積比為1 1，含有5%。(V/V)三氟乙酸，溶液濃度為10mg/mL)滴在金膜表面，晾干后，將上述制備有金膜的載玻片置于autoflex III(Bruker, USA)質(zhì)譜儀中，用脈沖激光進(jìn)行轟擊，頻率為30Hz，轟擊的強(qiáng)度為激光最大功率的80% ；分別用線性正離子和線性負(fù)離子模式得到金簇的正離子峰和負(fù)離子峰質(zhì)譜圖，分別如圖3和圖4所示，金簇正離子質(zhì)荷比高達(dá)13，000， 金簇負(fù)離子質(zhì)荷比高達(dá)8，000。由上可知，本實(shí)施例得到了系列的質(zhì)荷比范圍寬的金簇離子，其中金簇正離子質(zhì)荷比上限可高達(dá)13，000，金簇負(fù)離子質(zhì)荷比上限可達(dá)8，000。
權(quán)利要求
1.一種金簇的制備方法，包括如下步驟在基底上蒸鍍金膜，將基質(zhì)涂覆在金膜表面， 用激光轟擊所述金膜即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述基底為載玻片、毛玻璃或光子晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述光子晶體為二氧化硅光子晶體或聚苯乙烯光子晶體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述金膜的厚度為IOnm IOOOnm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述轟擊在MALDI-T0F質(zhì)譜儀或MALDI-FT ICR質(zhì)譜儀中進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述激光為脈沖激光，所述脈沖激光的頻率為2Hz 30Hz，功率為所述脈沖激光的最大功率的80% 100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述基質(zhì)為2，5-二羥基苯甲酸、α-氰基-4-羥基肉桂酸或3-氨基喹啉或2-(4-羥基苯唑)苯甲酸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金簇的制備方法。該方法包括如下步驟在基底上蒸鍍金膜，將基質(zhì)涂覆在金膜表面，用激光轟擊所述金膜即得產(chǎn)品。本發(fā)明提供的制備方法可得到系列的金簇，金簇的正離子質(zhì)荷比高達(dá)20,000，金簇的負(fù)離子質(zhì)荷比高達(dá)10,000，也提供了一種可直接利用質(zhì)譜儀佩帶的激光直接氣化金膜來(lái)簡(jiǎn)便地產(chǎn)生質(zhì)荷比范圍寬的金簇正離子和負(fù)離子的方法；本發(fā)明的方法中的基底和金膜可以重復(fù)使用，所制備的金簇可用于金簇的結(jié)構(gòu)、催化反應(yīng)和質(zhì)譜質(zhì)量校正研究等。
文檔編號(hào)C23C14/14GK102424952SQ20111039363
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者李晉成, 陳義, 馬力坡 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所