二氧化硅包覆金纳米颗粒

二氧化硅包覆金纳米颗粒是一种具有核壳结构的复合纳米材料。

结构特点

其内核为金纳米颗粒，如金纳米球或金纳米棒，外层均匀包裹着二氧化硅层，形成直径在 20-100nm 的球形或棒状结构。二氧化硅层厚度可在 5-50nm 范围内调节，且具有规则排列的孔道，孔径为 2-50nm，比表面积达 500-1000m²/g，能为功能化提供丰富的活性位点。

制备方法

• 经典 Stöber 法：以正硅酸乙酯为硅源，在碱性条件下发生水解反应，从而在金纳米颗粒表面形成二氧化硅包覆层，该方法操作简单，但包覆层均匀性可能较差。

• 溶胶 - 凝胶法：通过调控反应条件，可实现二氧化硅层的均匀包覆，适用于制备高质量的核壳结构。

• 微乳液法：利用表面活性剂形成的微乳液滴作为模板，控制二氧化硅的成核和生长，可获得单分散性良好的核壳结构，但操作较为复杂。

• 原位包覆法：在金纳米颗粒合成过程中直接加入硅源，通过调控反应条件实现原位包覆，步骤简洁，但需精确控制反应参数。

性能优势

• 稳定性增强：二氧化硅层可隔离金纳米颗粒与外界环境，防止其聚集和氧化，能抵抗脉冲激光照射下的熔化，延长保存时间，使其在更广泛的环境条件下保持稳定。

• 光学性质可调：金纳米颗粒的表面等离子体共振效应使其在可见光区有强吸收，二氧化硅包覆后，周围介质折射率变化导致 SPR 峰红移 5-30nm，拓宽了应用波长范围。

• 生物相容性良好：二氧化硅层可降低金纳米颗粒的细胞毒性，提高生物相容性，且能承受 200℃高温，适用于高温灭菌或光热治疗中的局部升温。

• 易于功能化：二氧化硅层的硅羟基可通过硅烷化反应修饰氨基、羧基或硫醇基团，进而结合生物分子或功能性聚合物。

应用领域

• 催化领域：金纳米颗粒具有优异的催化性能，二氧化硅层可保护其免受环境影响，提高催化剂的稳定性和可重复性，可作为光催化剂载体，用于有机污染物降解等。

• 生物传感与成像：可作为拉曼散射增强基底，用于癌症标志物等的灵敏检测，也可作为生物分子探针，在生物成像中发挥重要作用。

• 药物递送：介孔二氧化硅的孔道为药物负载提供空间，载药量可达 20-30wt%，通过靶向修饰可实现肿瘤细胞靶向，结合光热效应还可触发药物释放。

二氧化硅包覆金纳米颗粒

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