刺形金纳米粒子的制备
贵金属纳米粒子由于其独特的表面等离子体共振性质，能实现高灵敏度的单分子 检测的表面增强拉曼散射（SERS)功能，因此可以用来原位监测化学或生化反应有助于更好 地理解反应动力学机制；此外金纳米粒子还具有较好的催化作用，显示出了重要的工业应 用前景。目前，有些催化反应还存在催化活性低或选择性低，以及反应机制和动力学过程不 明确等问题。如果能够有效的结合金属纳米粒子的表面增强拉曼散射功能，实现原位监测 催化反应机制及动力学过程，将为原位监测催化活性和选择性提供一条有效的途径，并且 为高性能的催化剂开发研宄提供了新的机遇。通常直径小于IOnm的金纳米粒子具有很高的催化活性，然而由于散射截面小导 致IOnm以下的金粒子具有非常低的SERS效应。当金纳米粒子的尺寸大于30nm，它们表现 出强的电场增强，因此具有高的SERS效应，但大尺寸的金纳米子的催化活性却比较低。因 此合成同时具有良好的催化和SERS性能的金纳米粒子仍处在探索阶段，而且具有广阔的 研宄和发展空间。
本文目的是为了克服现有技术的不足而提供一种刺形金纳米粒子的制备方法。采用的技术方案如下： （a)将第一柠檬酸钠溶液 加入沸腾的第一氯金酸溶液中，在不断搅拌的条件下保持沸腾得粒径为l〇~30nm的金纳米 粒子溶液(球形金纳米粒子可以成为金种，因此上述溶液可以称为10~30nm金种溶液）；（b) 向酸性四氯金酸溶液中分别加入盐酸羟胺溶液、金纳米粒子溶液进行粒径控制生长，离心 得大粒径金纳米粒子；（c)将大粒径金纳米粒子加入用第二柠檬酸钠溶液调节PH的去离子 水中，在不断搅拌的条件下加入四氯金酸溶液进行空间限域核壳生长(空间限域核壳生长 即在给定尺寸的生长空间下合成对应形貌的纳米粒子，空间限域核壳生长并不需要特殊的 反应条件只需要控制纳米粒子原料的加入量即可)，离心即可。一方面选择柠檬酸钠溶液用 于调节溶液的pH值还产生了意想不到的效果：它是金纳米粒子良好的稳定剂，有利于控制 金纳米粒子的粒子尺寸和均勾性；另一方面首先制备粒径为10~30nm的金纳米粒子溶液， 然后再进行粒径生长，最后进行空间限域核壳生长，这样有利于控制金纳米粒子粒径的均 匀性，减小粒径的误差；而且空间限域核壳生长能够对最终合成的粒子粒径进行限制，从而 通过调节球形内核而获得不同长度的刺形凸起。
由于上述技术方案的运用，本方案与现有技术相比具有下列优点：本方案制备的刺形金纳米粒子的制备方法，一方面选择柠檬酸钠溶液用于调节溶液的PH值还产生了意想不到的效果：它是金纳米粒子良好的稳定剂，有利于控制金纳米粒子的粒子尺寸和均匀性；另一方面首先制备粒径为l〇~30nm的金纳米粒子溶液，然后再进行粒径生长，最后进行空间限域核壳生长，这样有利于控制金纳米粒子粒径的均匀性，减小粒径的误差。