一種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法，其方法為：以陰離子表面活性劑-生物分子A-氯金酸（HAuCl4）混合體系為反應體系,室溫下反應得到一維糖葫蘆狀金納米粒子。本發明的方法具有反應體系簡單易行，條件溫和；還原劑為生物分子，具有環境友好特性；產物形貌與粒徑可控，產量大且結構明晰等特點。
【專利說明】-種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種一維金納米粒子的制備方法，尤其涉及一種糖葫蘆狀一維金納米 粒子的制備方法。
【背景技術】
[0002] 具有各向異性幾何形狀的貴金屬納米粒子，尤其是一維或者二維金納米粒子，表 現出與球形粒子及體相材料不同的光學吸收和發射光譜性質，金屬增強英光、表面增強拉 曼散射、介質傳感、癌癥熱療、藥物釋控、納米光學成像、局域電磁場增強等領域具有極大的 應用價值。一維金納米材料，例如金納米棒和金納米線等，相比于球形粒子有更為奇異的光 學和電學性質，而且合成方法比較簡單，金納米棒可W自組裝得到具有一維、二維、H維的 有序結構，該使其在光學器件、電子傳感、生物檢測、醫學成像及癌癥治療方面有著重要的 應用潛力。
[0003] 目前，對于金納米棒等一維金納米材料的制備已經發展了許多有效的方法，主要 包括軟模板法、硬模板法及種子生長法。軟模板法主要是在含有氯金酸的溶液體系中，加入 功能化的表面活性劑及助劑W形成棒狀或楠圓狀的膠束作模板，使還原的金納米粒子被局 限在膠束中定向生長，最終生長為各向異性的金納米粒子，常用的有電化學法和光化學法。 硬模板法主要是W電化學刻蝕的多孔氧化鉛薄膜做模板，來制備具有均勻高度和近晶有序 2D金納米棒陣列。種子生長法是目前金納米棒制備研究中應用最廣的一種方法。其基本原 理是在反應溶液中加入一定量的金納米顆粒作為種子，在表面活性劑的保護下，金納米顆 粒定向生長為一定長徑比的金納米棒。但W上方法得到的產物多為直的金納米棒。而其他 一些一維各向異性金納米材料，例如糖葫蘆狀的金納米結構，目前尚未見文獻報道。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的問題是，提供一種溫和條件下在液晶反應體系中利用生物分子為 還原劑還原HAuCL溶液制備糖葫蘆狀一維金納米粒子的簡便方法。
[0005] 本發明的目的是通過如下技術方案實現的。
[0006] 本發明納米材料的化學還原過程涉及的兩個反應方程如下： AuCL-+ 2e- .............................?iii A11CI2-+ 2(n- AuCl]- + e_ iiiif-pii Au+ 2C1- 總的反應方程式為： AuC 14 + Se IiiH....................................................................f?< Au+ 4C1 本發明的糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法，由下述步驟組成： (1) 配置反應體系：將質量百分數為40-50 Wt %的陰離子表面活性劑W及質量百分數 為0.5-2. 5 Wt %的生物分子A與濃度為0.015- 0.04mol X。氯金酸水溶液混合，得到均 勻的溶致液晶六角相； (2) 將上述溶致液晶在室溫下靜置，時間為24?80h ; (3)用水稀釋洗涂上述樣品，并離也（300化pm)。用覆有化rmvor膜的銅網收集離也 后所得沉淀產物，然后用透射電鏡觀察，所得產物呈現一維糖葫蘆狀結構，直徑為90 -120 皿，長度為500-900nm。
[0007] 其中，步驟（1)所述的陰離子表面活性劑的質量百分數優選為43 - 47 wt%。
[0008] 其中，步驟（1)所述的陰離子表面活性劑的質量百分數最優選為45 wt%。
[0009] 其中，步驟（1)所述的生物分子A的質量百分數優選為0. 1-2. 5 wt%。
[0010] 其中，步驟（1)所述的生物分子A的質量百分數最優選為1. 5 wt%。
[0011] 其中，步驟（1)所述的陰離子表面活性劑優選十二焼基硫酸軸（SDS)。
[0012] 其中，步驟（1)所述的生物分子A優選氨基下酸。
[0013] 其中，步驟（1)所述的氯金酸溶液的濃度優選0.03 mol X[i。
[0014] 其中，步驟（2)所述的靜置時間優選為24?80 h。
[0015] 其中，步驟（2)所述的靜置時間最優選為72 h。
[0016] 其中，所述步驟（1)、（2)中最優選質量百分數為45 wt%的SDS、1. 5 wt%的氨基下 酸與0. 03 mol X。氯金酸水溶液混合，靜置時間為72h。
[0017] 采用本發明的方法制備糖葫蘆狀一維金納米粒子，得到的金屬納米材料直徑為90 -120 nm，長度為500-900nm，能應用于電子器件和催化等領域。
[0018] 本發明人經過大量實驗研究，得出氨基下酸可作為還原劑還原HAuCL來制備金納 米材料，并且可得到具有各向異性形貌的糖葫蘆狀一維納米結構，效果良好。
[0019] 本發明的有益效果： 1、 所得金納米粒子具有糖葫蘆狀一維結構，結構新穎獨特，目前未見文獻報道； 2、 本發明所用到的生物分子A為氨基下酸。作為還原劑，氨基下酸在金納米材料制備 領域的應用未見報道；氨基下酸是一種常見生物分子，極易溶于水等生產中常見溶液；對 環境和生物沒有毒害作用，彌補了現有化學法生產金納米材料的不足。
[0020] 3、反應體系為液晶體系。液晶體系的有序結構對反應產物的形成具有定向引導作 用，得到的產物結構明晰且均勻。
[0021] 4、通過控制還原劑的比例W及其它反應條件，可W有效地控制粒徑大小和粒子形 貌。
[0022] 5、反應簡單易行，條件溫和可控，不需要其它能量消耗，該更有利于節約成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1和圖2分別為實施例2和實施例4中不同反應體系的金納米產物透射電鏡照 片。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0025] 實施例1 一種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法，步驟如下： (1)配制十二焼基硫酸軸（SDS，45 wt%)-氨基了酸（0. 5 wt%)-氯金酸（HAuCl"〇. 03M 水溶液）液晶體系，混勻后放入25° C恒溫箱，反應72 h ; (2)用水稀釋反應體系，離也，去除上清液，收集沉淀即所得產物，通過透射電鏡觀察所 得產物呈現多種形貌，包括二維金納米盤、一維糖葫蘆狀結構和球形粒子，其中一維糖葫蘆 狀金納米粒子直徑為約50 nm，長度為100-200 nm，在所有產物中所占比例很少。
[002引 實施例2 一種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法，步驟如下： (1) 配制十二焼基硫酸軸（505,45*1%)-氨基了酸（1.5*1%)-氯金酸（齡此14,0.031 水溶液）液晶體系，混勻后放入25° C恒溫箱，反應72 h ; (2) 用水稀釋反應體系，離也，去除上清液，收集沉淀即所得產物，通過透射電鏡觀察所 得產物呈現一維糖葫蘆狀結構，直徑為100-120皿，長度為500-900皿。
[0027] 實施例3 一種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法，步驟如下： (1) 配制十二焼基硫酸軸（SDS，45 wt%)-氨基了酸（2. 5 wt%)-氯金酸（HAuCl"〇.〇3M 水溶液）液晶體系，混勻后放入25° C恒溫箱，反應72 h ; (2) 用水稀釋反應體系，離也，去除上清液，收集沉淀即所得產物，通過透射電鏡觀察所 得產物呈現多種形貌，主要產物為二維金納米盤，盤的邊長為1-1.5 mm,偶爾有一維糖葫蘆 狀粒子很少。
[0028] 實施例4 一種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法，步驟如下： (1) 配制十二焼基硫酸軸（SDS，45 wt%)-氨基了酸（1.5 wt%)-氯金酸（HAuCl"〇. 03M 水溶液）液晶體系，混勻后放入25° C恒溫箱，反應48 h ; (2) 用水稀釋反應體系，離也，去除上清液，收集沉淀即所得產物，通過透射電鏡觀察所 得產物呈現一維糖葫蘆狀結構，直徑約為90皿，長度約為300皿。
[0029] 實施例5 一種糖葫蘆狀一維金納米粒子的制備方法，步驟如下： (1) 配制十二焼基硫酸軸（SDS，50 wt%)-氨基了酸（1.5 wt%)-氯金酸（HAuCl"〇. 03M 水溶液）液晶體系，混勻后放入25° C恒溫箱，反應72 h ; (2) 用水稀釋反應體系，離也，去除上清液，收集沉淀即所得產物，通過透射電鏡觀察所 得產物呈現一維糖葫蘆狀結構，與實施例3中產物形貌類似。
【權利要求】
1. 一種利用陰離子表面活性劑-生物分子A-氯金酸混合體系為反應體系，室溫下反 應得到一維糖葫蘆狀金納米粒子的方法。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征是：配制陰離子表面活性劑-生物分子A-氯金 酸（HAuC14，水溶液）液晶體系，用混勻后放入25° C恒溫箱，反應72 h ; (2)用水稀釋反應 體系，離心，去除上清液，收集沉淀即所得產物，通過透射電鏡觀察所得產物呈現一維糖葫 蘆狀結構，直徑為90 -120 nm，長度為500-900nm。
3. 根據權利要求1和2所述的方法，其特征是：所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫 酸鈉（SDS)，在體系中的濃度(質量百分數）為40 % - 50 %。
4. 根據權利要求1和2所述的方法，其特征是：所述生物分子A為氨基丁酸，在體系中 的濃度(質量百分數）為〇. 5 % - 2. 5 %。
5. 根據權利要求1和2所述的方法，其特征是：所述HAuC14A溶液的濃度為 0. 03mol XL ^
6. 根據權利要求1和2所述的方法，其特征是：反應時間為24-80 h。
【文檔編號】B82Y40/00GK104275492SQ201310272605
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月2日 優先權日:2013年7月2日
【發明者】王廬巖, 王海路, 王力 申請人:濟南大學