專利名稱：一種小縱橫比金納米棒的快速制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小縱橫比金納米棒的制備方法，特別涉及一種在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法中引 入紫外光照的金納米棒制備方法。
背景技術(shù)：
金納米顆粒由于其特殊的光學(xué)特性，即表面等離子體共振(SurfacePlasmon Resonance, SPR)特性，及其良好的生物相容性，在生物光學(xué)傳感、醫(yī)學(xué)診斷、臨床治療等領(lǐng) 域顯示出巨大應(yīng)用前景。小縱橫比的金納米棒擁有長(zhǎng)軸和短軸方向兩個(gè)幾何參數(shù)，其吸收 光譜中出現(xiàn)兩個(gè)sra吸收峰，且兩個(gè)吸收峰都位于可見光區(qū)域，這一特性使得將小縱橫比 金納米棒作為光學(xué)探針應(yīng)用到生物傳感及醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域成為可能。目前，制備金納米棒的方法主要有電化學(xué)法、光化學(xué)法、硬模板法和軟模板法。相 比之下，軟模板法具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單，更易操作，且制得的金納米棒產(chǎn)率較高、均一性好的 優(yōu)點(diǎn)。軟模板法是通過(guò)在反應(yīng)體系中加入表面活性劑，利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、 四辛基溴化銨(TOAB)等表面活性劑分子形成的膠束包裹住金納米顆粒，使得被還原的金 原子在特定的晶面聚集，實(shí)現(xiàn)各向異性的生長(zhǎng)方式，最終制得棒狀的金納米顆粒。種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法是一個(gè)兩步的生長(zhǎng)過(guò)程。首先生長(zhǎng)尺寸只有幾個(gè)納米的球狀金種 子，然后將金種子加入生長(zhǎng)溶液，在表面活性劑分子的作用下，這種金種被用作凝結(jié)核來(lái)催 化金納米棒在某一個(gè)特定方向進(jìn)行生長(zhǎng)，這個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程是十分迅速的。種子法對(duì)設(shè)備的要 求比較低，且制備過(guò)程較簡(jiǎn)單，是目前制備金納米棒最成功的方法。光化學(xué)法是一種用紫外光線照射一次性長(zhǎng)成納米棒的方法。光化學(xué)法的生長(zhǎng)溶液 中通常不加入任何的還原劑，而是用紫外光長(zhǎng)時(shí)間輻照來(lái)誘導(dǎo)金納米棒的生長(zhǎng)。這種方法 的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，金納米棒生長(zhǎng)緩慢，通常需幾十個(gè)小時(shí)。另外所需試劑較多，例如丙酮、硝 酸銀等都是不可缺少的。由于金納米棒的SPR吸收波長(zhǎng)以及其它相關(guān)光學(xué)特性都取決于棒的縱橫比。所以 控制金納米棒的生長(zhǎng)長(zhǎng)度對(duì)調(diào)控其光學(xué)特性具有重要意義。單純的種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法對(duì)金納 米棒縱橫比較難控制，而單純的光化學(xué)法又需要較長(zhǎng)的制備時(shí)間。本發(fā)明將紫外光照引用 種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法的工藝當(dāng)中，既達(dá)到了控制金納米棒縱橫比的目的，又縮短了制備時(shí)間。是 一種新穎有效、操作簡(jiǎn)便的金納米棒制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種小縱橫比金納米棒的快速制備方法，通過(guò)控制金納米 棒的生長(zhǎng)長(zhǎng)度來(lái)調(diào)控金納米棒的光學(xué)特性；制得的小縱橫比金納米棒具有產(chǎn)率高、均一性 好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法中引入紫外光照，該種制備方法包括以下幾個(gè)步驟(1)制備納米金種子溶液3
將0. 20-0. 30mL 的 0. 01mol/L 的氯金酸 HAuCl4 · 4H20 溶液與 7. 9-8. OmL 的 0. IOmol/L的十六烷基三甲基溴化銨Cetyltrimethylammonium Bromide，CTAB溶液在廣口 燒杯內(nèi)混合均勻，然后加入0. 5-0. 7mL經(jīng)冰水混合物處理過(guò)的0. 005-0. 015mol/L的硼氫 化鈉NaBH4溶液混合搖勻l-3min，然后用功率為30W的2Mnm紫外光照射1. 5-2. 5h，并用 20-30°C水浴保持恒溫，待其充分反應(yīng)后即得納米金種子溶液；(2)制備金納米棒將0. 10-0. 30mL 的 0. 01mol/L HAuCl4 ·4Η20 溶液、4· 0-5. OmL 的 0. lOmol/LCTAB 溶 液、0. 03-0. 07mL 的 0. 01mol/L NaBH4 溶液、0. 03-0. 04mL 的 0. 01mol/L 抗壞血酸溶液依次 加到燒杯中混合均勻，然后加入0. 005-0. 015mL之前制備好的納米金種子溶液，混合搖勻 5-15s，然后在室溫下靜置并同時(shí)用功率為30W的254nm紫外光照射2. 5-3. 5h，即得小縱橫 比金納米棒。本發(fā)明解決的技術(shù)關(guān)鍵在于在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法中引入紫外光照，縮短了納米金種 子的制備時(shí)間(金種制備時(shí)間可縮短一半)，同時(shí)在金納米棒的生長(zhǎng)階段控制了金納米棒 的長(zhǎng)度(縱橫比能控制在3. 0以內(nèi)，相應(yīng)吸收峰藍(lán)移至700nm以內(nèi))。本發(fā)明的效果體現(xiàn)在(1)本發(fā)明提出了小縱橫比金納米棒的快速制備方法，在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法的基礎(chǔ) 上，引入紫外光照縮短了金種生長(zhǎng)時(shí)間，制備過(guò)程簡(jiǎn)單、快速，設(shè)備要求低，易于大規(guī)模生產(chǎn)。(2)采用本發(fā)明技術(shù)所制備的小縱橫比金納米棒，產(chǎn)率較高，均一性較好。(3)本發(fā)明所制備的小縱橫比金納米棒，其sra吸收峰均位于可見光范圍內(nèi)。
具體實(shí)施例方式小縱橫比金納米棒的制備方法，步驟如下制備納米金種子溶液將0. 20-0. 30mL的0. 01mol/L的HAuCl4 · 4H20溶液與 7. 9-8. OmL的0. IOmol/L的CTAB溶液在廣口燒杯內(nèi)混合均勻，然后加入0. 5-0. 7mL經(jīng)冰水 混合物處理過(guò)的0. 005-0. 015mol/L的NaBH4溶液混合搖勻l-3min，然后用功率為30W的 254nm紫外光照射1. 5-2. 5h，并用20-30°C水浴保持恒溫。在此階段中，紫外光照會(huì)在種子 制備階段促進(jìn)金(Au3+)離子的還原，從而加快種子的生長(zhǎng)，縮短種子制備時(shí)間。待其充分反 應(yīng)后即得到納米金種子溶液。制備金納米棒將0. 10-0. 30mL 的 0. 01mol/L HAuCl4 · 4H20 溶液、4. 0-5. OmL 的 0. IOmol/L CTAB 溶液、0. 03-0. 07mL 的 0. 01mol/L NaBH4 溶液、0. 03-0. 04mL 的 0. Olmol/ L抗壞血酸溶液依次加到燒杯中混合均勻，然后加入0. 005-0. 015mL之前制備好的金種 子溶液，混合搖勻5-15s，然后在室溫下靜置至并同時(shí)用功率為30W的2Mnm紫外光照射 2. 5-3. 5h。在此階段，紫外光照會(huì)將金原子從金納米棒上剝離，從而阻止金納米棒的過(guò)度各 向異性生長(zhǎng)，控制金納米棒的縱橫比。剝離的金原子會(huì)在新的金種上面凝結(jié)，從而增加金納 米棒的產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1. 一種小縱橫比金納米棒的制備方法，在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法中引入紫外光照，其特征在 于，該種制備方法包括以下幾個(gè)步驟(1)制備納米金種子溶液將 0. 20-0. 30mL 的 0. 01mol/L 的氯金酸 HAuCl4 · 4H20 溶液與 7. 9-8. OmL 的 0. IOmol/L 的十六烷基三甲基溴化銨Cetyltrimethylammonium Bromide，CTAB溶液在廣口燒杯內(nèi)混合 均勻，然后加入0. 5-0. 7mL經(jīng)冰水混合物處理過(guò)的0. 005-0. 015mol/L的硼氫化鈉NaBH4溶 液混合搖勻l-^iiin，然后用功率為30W的254nm紫外光照射1. 5-2. 5h，并用20_30°C水浴保 持恒溫，待其充分反應(yīng)后即得納米金種子溶液；(2)制備金納米棒將 0. 10-0. 30mL 的 0. 01mol/L HAuCl4 · 4H20 溶液、4. 0-5. OmL 的 0. IOmol/LCTAB 溶 液、0. 03-0. 07mL 的 0. 01mol/L NaBH4 溶液、0. 03-0. 04mL 的 0. 01mol/L 抗壞血酸溶液依次 加到燒杯中混合均勻，然后加入0. 005-0. 015mL之前制備好的納米金種子溶液，混合搖勻 5-15s，然后在室溫下靜置并同時(shí)用功率為30W的254nm紫外光照射2. 5-3. 5h，即得小縱橫 比金納米棒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小縱橫比金納米棒的快速制備方法，該方法是在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法制備金納米棒的過(guò)程中引入紫外光照，進(jìn)而控制金納米棒的生長(zhǎng)速度和縱橫比。本方法在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法的種子制備階段及金納米棒生長(zhǎng)階段引入紫外光照，紫外光照會(huì)在種子制備階段促進(jìn)金(Au3+)離子的還原，從而加快種子的生長(zhǎng)，縮短種子制備時(shí)間。在金納米棒的生長(zhǎng)階段，紫外光照會(huì)將金原子從金納米棒上剝離，使其長(zhǎng)度減小，表面等離體子共振吸收峰藍(lán)移。本發(fā)明可在種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法制備金納米棒的基礎(chǔ)上，通過(guò)紫外光照縮短種子制備時(shí)間，并控制金納米棒的長(zhǎng)度。本發(fā)明制備的小縱橫比金納米棒可被廣泛應(yīng)用于生物光學(xué)傳感、光熱療、醫(yī)學(xué)熒光成像、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102051680SQ20111002411
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者朱鍵, 李劍君, 趙軍武, 鄧興春 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)