一种油溶性金纳米颗粒的合成方法
Au纳米颗粒因其尺寸效应和独特的电子结构而在催化、生物成像、光子学以及表面增强拉曼光谱等方面具有重大的应用前景，多年来受到人们的广泛关注。Au纳米颗粒的尺寸对其性质起着重要的影响作用，这一影响在催化和表面增强拉曼光谱等应用中显得尤为重要。表面增强拉曼光谱是一种快速检测物质表面分子结构的光谱技术，Au纳米颗粒作为一种有效的表面增强拉曼光谱基底材料被广泛使用。研究表明，Au纳米粒子的尺寸对于其拉曼增强效果有极大影响。一般情况下，在10~IOOnm范围内,Au纳米颗粒尺寸越大,拉曼增强活性越高。目前，在有机体系中合成均匀Au纳米颗粒主要采用强还原剂还原Au前驱盐，快速成核生长的方法。但是，现有技术中所合成的油性Au纳米颗粒尺寸基本上都不超过30nm，这主要是由于油相体系中Au纳米颗粒的生长过程中表面保护作用很强，Au前驱盐反应又太快，使得Au不容易长大；而小尺寸的Au纳米颗粒对于拉曼光谱的增强作用很弱，很难用于实际检测。由于合成方法上的限制，导致表面增强拉曼光谱在有机体系中的应用受到极大制约。因此开发一种油溶性的大尺寸Au纳米颗粒的合成方法具有重要意义。
本文的目的在于提供一种温和条件下在油相体系中合成高浓度、高稳定性，尺寸在30~IOOnm的油溶性金纳米颗粒的合成方法。具体技术方案如下：在生长溶液中加入晶种，再加入Au的前驱体，即得粒径为30~IOOnm的油溶性金纳米颗粒。所述生长溶液可采用有机溶剂、长链烷基胺和短链烷基胺的混合物；所述有机溶剂可选自正辛烷、十八烯、氯仿、萘满、三正丁胺、四氢呋喃等中的至少一种；所述长链烷基胺可选自油胺或分子式符合CnH2n+3N (8^n^ 18)的长链烷基胺中的至少一种，优选油胺；所述短链烷基胺可选自分子式符合CnH2n+3N (1<η<8 )的短链烷基胺中的至少一种，优选正丁胺；短链烷基胺与长链烷基胺的体积比可为1: (0.1~10);长链烷基胺和短链烷基胺之和与有机溶剂的体积比可为1: (0.01~100);所述晶种可采用粒径为6~20nm的Au纳米颗粒；晶种与生长溶液的配比可为晶种Img:生长溶液10~1000mL,其中，晶种以质量计算，生长溶液以体积计算；所述Au的前驱体可选自氯金酸的乙醇溶液或三苯基膦氯化金的氯仿溶液；所述加入Au的前驱体，可采用注射泵；加入Au的前驱体的速度可为0.01~lmL/h。
本方案将短链有机胺引入到晶种生长法的生长溶液中，一方面对小尺寸Au晶种表面进行交换以降低其表面保护程度使得Au前驱盐各容易继续生长，另一方面减慢Au前驱盐的还原速度，从而降低生长速度，得到大尺寸Au纳米颗粒。
本方案的主要优点在于:1)在合成体系中引入短链有机胺，减慢Au前驱体的生长速度，得到30-100nm油性Au纳米颗粒，扩展了表面增强拉曼光谱等一系列技术在油性体系中的应用；2)水溶液中Au纳米颗粒大多容易发生团聚而失去应用价值，油性体系中合成的6~20nm的Au纳米颗粒由于尺寸太小,表面高,也较难长期保存；本合成方法得到的油溶性Au纳米颗粒表面有长碳链作为保护剂，能稳定保存6个月以上而不发生团聚，促进了表面增强拉曼光谱等技术的商品化；3)本合成方法使用注射泵连续进样，反应条件温和，重复性好，产量高。