加入不同量金种子后产物的 TEM 照片
自Jin等最先报导了银纳米盘的制备及其多极表面等离子体共振(SPR)吸收峰后, 金、银等贵金属的单晶盘状纳米粒子受到了广泛关注. 这不仅是由于研究这类准二维纳米粒子的制备过程有助于加深对金属纳米粒子结晶和生长动力学的理解, 更重要的是这类粒子在金属增强荧光、表面增强拉曼散射、介质传感、癌症热疗、药物释控、纳米光学成像、局域电磁场增强等领域具有极大的应用价值.
目前制备金纳米盘的方法主要有回流还原法、多元醇法、模板法等. Chu等和Ah等分别在80和100℃加热回流氯金酸、还原剂柠檬酸钠和包覆剂的混合溶液1 h以上, 制备出尺度80 nm～4μm不等的金纳米盘. Li等用多元醇法, 以乙二醇为溶剂和还原剂在120℃反应2～12 h不等, 制备出尺度 7～20μm的金纳米盘. Wang等以嵌段聚合物和氯金酸的水溶液形成的溶致液晶为模板, 以烷烃基卤化铵为包覆剂, 反应3 d后制备出金纳米盘. Xie等用单细胞绿藻的提取物与氯金酸反应6～48 h 后制备出尺度 200 nm～2μm的金纳米盘, 并证明提取物中的某种蛋白质具有还原氯金酸和调节金粒子尺度形貌的双重作用.Chen等将氯金酸与自行合成的烷基化聚乙烯亚胺的混合水溶液反应5d, 制备出尺度50～500nm不等的金纳米盘. 以上报导有的反应时间长达数小时至数天, 有的需在加热条件下进行, 有的使用了不常见的试剂, 有的产物尺度过大, 为μm量级. 目前贵金属纳米粒子择形制备领域的一个重要研究趋势是发展新的反应体系, 如利用微波、超声、紫外光等不引入污染成分的外界能量源来驱动反应.
清华大学工程物理系唐永建等人用紫外光辐照氯金酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和纳米金种子的混合溶液, 在室温下用30 min 制备出尺度小于100 nm的截角三角形或六边形金纳米盘.X 射线能谱和衍射分析表明粒子是以{111}面为盘状面的高纯面心立方金单晶, 红外透射光谱表明金粒子与PVP之间存在作用. 产物的可见吸收光谱表现出纳米盘的各向异性表面等离子体共振吸收峰. 不同实验条件下产物的吸收光谱分析表明: PVP起还原剂和包覆剂的作用; 高强度紫外光加速了反应进行; 种子对反应具有催化作用; 种子的加入量有最佳值, 在该值下纳米盘平均尺度最大(达80nm), 吸收谱上的面内偶极共振峰位于950 nm 处; 种子的加入量超过该值时, 纳米盘尺度变小, 面内偶极共振峰发生蓝移.