一种糖葫芦状一维金纳米粒子的制备方法
具有各向异性几何形状的贵金属纳米粒子,尤其是一维或者二维金纳米粒子,表 现出与球形粒子及体相材料不同的光学吸收和发射光谱性质,金属增强英光、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。一维金纳米材料,例如金纳米棒和金纳米线等,相比于球形粒子有更为奇异的光 学和电学性质,而且合成方法比较简单,金纳米棒可W自组装得到具有一维、二维、H维的 有序结构,该使其在光学器件、电子传感、生物检测、医学成像及癌症治疗方面有着重要的 应用潜力。目前,对于金纳米棒等一维金纳米材料的制备已经发展了许多有效的方法,主要 包括软模板法、硬模板法及种子生长法。软模板法主要是在含有氯金酸的溶液体系中,加入 功能化的表面活性剂及助剂W形成棒状或楠圆状的胶束作模板,使还原的金纳米粒子被局 限在胶束中定向生长,最终生长为各向异性的金纳米粒子,常用的有电化学法和光化学法。 硬模板法主要是W电化学刻蚀的多孔氧化铅薄膜做模板,来制备具有均匀高度和近晶有序 2D金纳米棒阵列。种子生长法是目前金纳米棒制备研究中应用最广的一种方法。其基本原 理是在反应溶液中加入一定量的金纳米颗粒作为种子,在表面活性剂的保护下,金纳米颗 粒定向生长为一定长径比的金纳米棒。但W上方法得到的产物多为直的金纳米棒。而其他 一些一维各向异性金纳米材料,例如糖葫芦状的金纳米结构,目前尚未见文献报道。
本文要解决的问题是,提供一种温和条件下在液晶反应体系中利用生物分子为 还原剂还原HAuCL溶液制备糖葫芦状一维金纳米粒子的简便方法。具体技术方案如下:本方案制备纳米材料的化学还原过程涉及的 本发明的糖葫芦状一维金纳米粒子的制备方法,由下述步骤组成: (1) 配置反应体系:将质量百分数为40-50 Wt %的阴离子表面活性剂W及质量百分数 为0.5-2. 5 Wt %的生物分子A与浓度为0.015- 0.04mol X。氯金酸水溶液混合,得到均 匀的溶致液晶六角相; (2) 将上述溶致液晶在室温下静置,时间为24〜80h ; (3)用水稀释洗涂上述样品,并离也(300化pm)。用覆有化rmvor膜的铜网收集离也 后所得沉淀产物,然后用透射电镜观察,所得产物呈现一维糖葫芦状结构,直径为90 -120 皿,长度为500-900nm。
具体实施条件如下:步骤(1)所述的阴离子表面活性剂的质量百分数优选为43 - 47 wt%,阴离子表面活性剂的质量百分数最优选为45 wt%,生物分子A的质量百分数优选为0. 1-2. 5 wt%,生物分子A的质量百分数最优选为1. 5 wt%,阴离子表面活性剂优选十二焼基硫酸轴(SDS),生物分子A优选氨基下酸,氯金酸溶液的浓度优选0.03 mol /L。步骤(2)所述的静置时间优选为24〜80 h,静置时间最优选为72 h。所述步骤(1)、(2)中最优选质量百分数为45 wt%的SDS、1. 5 wt%的氨基下 酸与0. 03 mol X。氯金酸水溶液混合,静置时间为72h。
本方案的有益效果: 1、 所得金纳米粒子具有糖葫芦状一维结构,结构新颖独特,目前未见文献报道; 2、 本发明所用到的生物分子A为氨基下酸。作为还原剂,氨基下酸在金纳米材料制备 领域的应用未见报道;氨基下酸是一种常见生物分子,极易溶于水等生产中常见溶液;对 环境和生物没有毒害作用,弥补了现有化学法生产金纳米材料的不足。3、反应体系为液晶体系。液晶体系的有序结构对反应产物的形成具有定向引导作 用,得到的产物结构明晰且均匀。4、通过控制还原剂的比例W及其它反应条件,可W有效地控制粒径大小和粒子形 貌。5、反应简单易行,条件温和可控,不需要其它能量消耗,该更有利于节约成本。