二氧化硅包覆银纳米颗粒

二氧化硅包覆银纳米颗粒（Ag@SiO₂ NPs）是一种具有核 - 壳结构的复合纳米材料。

结构与形貌

• 核层：核心为银纳米颗粒，其形状多样，有球形、棒状、立方状等，尺寸通常在 5-100nm 之间，具有表面等离子体共振（SPR）特性。

• 壳层：是包覆在银核表面的二氧化硅层，厚度可在 1-100nm 范围内通过制备条件进行调控，壳层可为致密结构或介孔结构。

• 整体形貌：通过透射电子显微镜（TEM）可观察到明显的核 - 壳结构，银核为高电子密度的暗色区域，SiO₂壳层为低电子密度的浅色区域，整体分散性良好，不易团聚。

制备方法

• Stöber 法：以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，在醇-水混合体系中，利用氨水催化 TEOS 水解缩合，在银纳米颗粒表面沉积 SiO₂。为提高银表面与 SiO₂的结合力，银纳米颗粒表面需预先用柠檬酸根、巯基硅烷偶联剂等进行修饰。

• 反相微乳液法：在油包水（W/O）微乳液体系中，如环己烷-吐温 80-水体系，银纳米颗粒分散在水核中，TEOS 在微乳液滴内水解，形成的 SiO₂优先在银颗粒表面沉积，可制备尺寸均一、壳层可控的 Ag@SiO₂ NPs。

• 种子生长法：先制备薄壳层的 Ag@SiO₂ NPs 作为 “种子"，再通过二次或多次 Stöber 反应，使 SiO₂在已有壳层表面继续生长，从而制备出厚壳层（>50nm）且更致密的颗粒。

性能优势

• 化学稳定性提升：银纳米颗粒易被氧化，而 SiO₂壳层可隔绝空气、水及腐蚀性离子，保护银核不被氧化或腐蚀，使其在含盐溶液等环境中也能稳定分散。

• 生物相容性改善：裸露银纳米颗粒可能释放过量 Ag⁺，对细胞产生毒性，SiO₂壳层可减缓 Ag⁺释放速率，降低毒性，且 SiO₂本身生物相容性优异，其表面的羟基还便于偶联生物分子，实现靶向功能。

• 功能可扩展性增强：SiO₂壳层表面的羟基可通过硅烷偶联剂修饰氨基、羧基或巯基等，便于负载药物、荧光分子或催化剂，介孔 SiO₂壳层还可作为 “纳米容器"，实现可控释放。

• 光学性能可调控：SiO₂壳层折射率与周围介质差异较小，可减少银核 SPR 信号的散射损失，增强 SPR 峰的稳定性，通过调节壳层厚度，还可微调 SPR 峰位。

应用领域

• 生物医学：利用其良好的生物相容性和可修饰性，可用于药物传递、生物成像等领域，如制备纳米探针或药物载体。

• 光学传感：基于其特殊的光学性能，可构建高灵敏度的生物传感器，用于检测生物分子、离子等目标物。

• 抗菌材料：可用于制备抗菌涂料、抗菌纺织品、抗菌塑料等，广泛应用于医疗、食品包装、家居用品等领域。

• 催化领域：银纳米颗粒本身具有催化性能，二氧化硅包覆后可进一步提高其催化活性和稳定性，用于多种化学反应。

二氧化硅包覆银纳米颗粒

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