技術領域

本發明涉及制備具有一定形貌的有機納米材料的方法，更具體而言，本發明涉及一種有機小分子納米環及納米管的制備方法。

背景技術

由于納米材料的尺度和形貌對材料的功能和性能有很大的依賴性，所以近些年來，人們在納米材料形貌與尺寸的調控方面進行了大量的研究(D.J.Milliron，S.M.Hughes，Y.Cui，L.Manna，J.Li，L.-W.Wang，A.P.Alivisatos，Nature?2004，430，190)。納米環由于其形貌特殊，帶來了很多別的形貌所不具有的優異性能，因此在光、電和磁領域得到了很好的應用(A?lorke，r.j.luyken，p.m.petroff，Phys.Rev.Lett?2000，84，2223-2226?b)M.Grochol，F.Grosse，R.Zimmermann，Phys.Rev.B?2006，74，115416)。但到目前為止，關于納米環的報道主要集中在無機及高分子材料領域(F.Li，Y.Ding，P.X.Gao，X.Q.Xin，Z.L.Wang，Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，5238，Z.C.Wen；H.X?Wei；X.F?Han；Appl.Lett.2007，91，122511-1)，而由于材料尺寸的難控制性及缺乏有效的制備方法，關于有機小分子納米環的報道則寥寥無幾。

為了制備有機納米環，有報道采用了模板法(JACS?2006，128，7630)，但是，模板法需要后續步驟去除模板，過程繁瑣。

本發明提出了一種簡單、有效、無污染的有機納米環的制備方法。本發明也同樣適用于制備納米管形貌。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備有機小分子納米環及納米管的方法。

本發明所提供的制備有機小分子納米環及納米管的方法，是在相對濕度大于92％的條件下，將有機小分子納米片或有機小分子納米桿的懸濁液滴加在基底上，然后對所述基底進行加熱，待所述懸濁液中的分散劑揮干后，在所述基底上得到有機小分子納米環或有機小分子納米管；其中，所述懸濁液由分散質和分散劑組成，所述分散質為有機小分子納米片或有機小分子納米桿，所述分散劑為水。

其中，所述懸濁液中所述分散質的濃度可為1/7mg/mL-1mg/mL，如1mg/mL，1/3mg/mL，1/5mg/mL，1/7mg/mL。對所述基底進行加熱的溫度可為30℃-40℃。

本發明中所述的有機小分子是有機半導體小分子，具體可為八羥基奎寧鋁或四氰基對苯釀二甲烷，但本發明并不局限于上述有機材料。所述基底可為硅片、玻璃片等表面光滑的材料。

本發明中所使用的有機小分子納米片(桿)可以通過溶劑交換法進行制備(參照文獻：Chem.Comm?2007，3083)。

如：八羥基奎寧鋁納米片可按下述方法進行制備：配制濃度為2-3mmol/L八羥基奎寧鋁的四氫呋喃溶液，取上述溶液400μl注入4ml濃度為0.8mmol/L十二烷基硫酸鈉的水溶液中，攪拌五分鐘，將上述混合液放入4℃水浴中反應4小時，然后離心三次，即得淡黃色八羥基奎寧鋁納米片懸濁液。過濾收集沉淀，所得到的沉淀為八羥基奎寧鋁六邊形納米片，按照上述方法得到的八羥基奎寧鋁納米片的直徑為500-2000nm，厚度可為200nm。

在上述制備八羥基奎寧鋁納米片的過程中，可通過調節八羥基奎寧鋁/四氫呋喃溶液中八羥基奎寧鋁的濃度來調控所制得的納米片的直徑；如濃度依次為2mol/l、2.5mol/l、3mol/l的八羥基奎寧鋁/四氫呋喃溶液，所得的納米片的直徑依次為500nm、1000nm、2000nm。

制備八羥基奎寧鋁納米桿時，與八羥基奎寧鋁納米片的制備方法基本相同，只需將0.8mmol/l十二烷基硫酸鈉水溶液替換為0.05％的曲拉通水溶液即可。

本發明所提供的有機小分子納米環(管)的制備方法，是利用有機小分子在水中的溶解能力，通過控制制備時的溫度和濕度，用水將有機小分子納米片(桿)溶解腐蝕成環(管)。該方法中，可通過調節滴加在基片(如：硅片)上懸濁液的濃度，來控制腐蝕成環(管)的內徑大小。隨著懸濁液濃度逐漸減小，所得納米環(管)的內徑逐漸增大。以制備外徑1000nm八羥基奎寧鋁納米環為例：收集八羥基奎寧鋁納米片沉淀，分別配置濃度為1mg/mL，1/3mg/mL，1/5mg/mL，1/7mg/mL的懸濁液，然后分別滴加在基底上，所制得的納米環外徑不變，內徑為150-800nm。