C12OBA包裹的金纳米粒子(a系列)和纯C12OBA (b系列)的红外光谱精细结构
贵金属纳米材料由于其独特的物理和化学性质及其在催化、微电子、光学材料、生物工程和医药等方面的广阔应用前景而成为纳米科技的研究前沿, 近年来的研究热点集中于纳米金属材料的可控合成、表面功能化修饰及其应用等. 根据表面修饰剂的性质不同,纳米金属颗粒可被分为亲水性和憎水性两类, 其中憎水性金属纳米粒子的制备及有序组装结构的构建对研制仿生器件和纳米电子器件具有特别重要的意义.
Brust等首创液−液两相法方便地合成出硫醇保护的粒径小、单分散性较好的憎水性金纳米颗粒, 随后又派生出一些憎水性金属纳米粒子的合成方法, 然而这些方法所使用的高挥发性有毒有机溶剂如氯仿、甲苯等对周围环境特别敏感而不适合于大规模生产.
扬州大学化学化工学院沈明等人曾选用安全的有机溶剂(如正庚烷/乙醇等)作为反应介质, 进行了憎水性金纳米结构的合成、表面功能化及其相关的应用研究.随后他们利用新型表面活性剂4-十二烷氧基苄胺(C12OBA)构成的C12OBA/正庚烷/正丁醇/HAuCl4/NaOH(aq.) W/O型微乳液作为微反应器, 通过微波辐射加热的正丁醇原位还原法制备了C12OBA 包裹的憎水性金纳米粒子, 并通过紫外可见光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和接触角(CA)等分别进行了表征和分析. 结果显示, C12OBA既可参与形成稳定的W/O型微乳液, 又可作为金粒子的良好保护剂. 微乳液内核中碱度的增加能增强位于膜相的正丁醇分子的还原能力. 在固定氯金酸用量时, C12OBA/金的物质的量比增加有利于获得小尺寸、高单分散性的憎水性纳米金颗粒, 而体系的极性增加则导致金粒子的尺寸增大、单分散性下降. 通过本实验方法可方便快速地合成尺寸约为5 nm的具有高度单分散的憎水性金纳米粒子.