一种快速制备金纳米棒的方法

　　　　　　　　　　　　　　　　一种快速制备金纳米棒的方法

　　金作为一种贵金属材料，具有十分稳定的化学性质。金纳米棒不但沿袭了体相材料的性质，而且因为其特有的各向异性结构而具有其他诸多特性。一般说来，金纳米棒具有两个表面等离子共振吸收峰(Surface Plasmon Resonance, SPR),分别是一个横向等离子共振吸收峰和一个纵向等离子共振吸收峰，其中横向等离子共振吸收峰一般位于波长为520nm处，而纵向等离子共振吸收峰位置可根据金纳米棒的长径比不同从可见光区延长到近红外区域，也就是说金纳米棒的光学性质是和长径比紧密相关的。正是因为金纳米棒这些特殊的性质，使得其在生物成像、药物传输、光热治疗、表面拉曼增强、催化等诸多方面有着广泛的应用前景。虽然金纳米颗粒的合成可以追溯到远古时代，但是对于各向异性金纳米棒的合成来说，从研究到现在也不过几十年的时间。最早的金纳米棒的合成是在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的存在下，以硅和铝作为硬模版，使用电化学还原法合成的，但是这种条件合成的纳米棒并没有出现离子共振吸收峰，因此还不能算作真正的金纳米棒。直到上世纪90年代中叶才实现真正金纳米棒的合成。2001年，Murphy课题组提出一种种子诱导生长法，实现了高效、方便、长径比可调的金纳米棒的合成。这种方法一经提出，就成为了后来合成金纳米棒的模版。在稍后的几年里，人们不断研究金纳米棒的合成方法，一种银辅助的种子诱导生长法应运而生，通过这种方法能得到高产率的金纳米棒。

本文的目的是提出一种大大缩短金纳米棒合成时间，金纳米棒产率高的快速制备金纳米棒的方法。具体制备方法包括以下步骤：

A、生长溶液的配制:将阳离子表面活性剂氯化季铵盐和油酸钠混合配制成溶液，随后加入可溶性银离子溶液和氯金酸溶液，搅拌混合至三价金离子还原成一价金离子，最后加入酸溶液，搅拌达到平衡；

B、种子溶液的配制:将氯化季铵盐配制成溶液，随后加入氯金酸溶液，搅拌混合均匀，最后迅速注入稀释的硼氢化钠溶液，快速搅拌后静置；

C、金纳米棒的生长:将所述步骤A中的生长溶液中加入抗坏血酸溶液中，快速搅拌，然后加入所述步骤B中的种子溶液，并快速加入溴离子溶液，快速搅拌后静置。

本方案提供了一种快速制备金纳米棒的方法，以传统种子诱导生长法为基础，使用阳离子表面活性剂氯化季铵盐作为保护剂，在氯金酸溶液中，通过溴离子和银离子的辅助作用，加入油酸钠将Au3+还原为Au+，加入抗坏血酸和由硼氢化钠还原Au3+制得的种子，将Au+最终还原为金纳米棒。和传统的合成方法相比，本发明所述的方法只需要约15分钟的时间即可完成金纳米棒的合成，不仅大大缩短了金纳米棒的合成时间，为金纳米棒的实际应用提供了物质基础，而且所得到的金纳米棒产率高，球状颗粒少。