一種狗骨狀金納米晶的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種狗骨狀金納米晶的制備方法，包括以下步驟：在氯金酸水溶液中加入十六烷基溴化銨水溶液，然后加入硝酸銀溶液，充分混合均勻后加入抗壞血酸，攪拌混勻，得生長溶液；將十六烷基溴化銨水溶液和氯金酸水溶液混合，然后加入硼氫化鈉溶液，繼續攪拌，待溶液顏色變為棕黃色時，即得種子溶液；將所得種子溶液立即加入生長溶液中，攪拌混勻后，靜置生長，得狗骨狀金納米晶。本發明專利技術原料易得、操作簡單、重復性好、成本低廉、能夠穩定高效的得到狗骨狀金納米晶，并且通過對反應條件的調整，可以得到不同尺寸的產品，可控性強，對大量合成狗骨狀金納米晶具有重要的應用價值，對金納米晶的制備方法研究具有重要的指導意義。

【技術實現步驟摘要】
一種狗骨狀金納米晶的制備方法
本專利技術涉及一種棒狀金納米晶的制備方法，具體涉及一種狗骨狀金納米晶（dogbone-likegoldnanocrystals）的制備方法。
技術介紹
近年來，具有各向異性的金納米棒因具有獨特的可調光學性質和幾何結構，在生物分析中有著潛在的應用價值，受到研究者們的廣泛關注。金納米棒是一種尺寸從幾納米到上百納米的棒狀金納米粒子。金作為一種貴金屬材料，化學性質非常穩定，金納米材料沿襲了其體相材料的性質，具有相對穩定卻非常豐富的物理化學性質。金納米棒具有隨長徑比變化而從可見到近紅外光區連續可調的表面等離子體共振吸收峰，極高的表面電場強度增強效應，極大的光學吸收、散射截面，以及從50%到100%連續可調的光熱轉換效率。由于其獨特的光學、光電、光熱、光化學以及分子生物學性質，致使金納米棒在材料科學界一直受到強烈關注，在光學傳感、生物醫療等領域具有較好的應用前景。當金納米棒的微觀形貌從等直徑的棒狀向骨頭狀棒變化時，等離子體共振吸收光譜也隨之發生變化，這種形貌的金納米結構引起科學家們的廣泛興趣。已報到的狗骨狀金納米晶通常采用三步法制備而得：第一步，制備金種子溶液和生長溶液；第二步，將種子溶液加入生長溶液中，利用種子誘導法制備出金納米棒；第三步，以金納米棒作為種子，在含有特定的化學試劑（例如碘離子）的溶液中使金納米棒進一步生長出骨頭狀結構。此方法需要先得到柱狀納米棒，再以此為前驅體進行二次修飾得到狗骨狀納米晶，操作過程相對復雜、繁瑣。因此，迫切需要探索一種操作簡單、重復性好的狗骨狀金納米晶的制備方法。
技術實現思路
針對現有技術中存在的不足，本專利技術提供了一種狗骨狀金納米晶的制備方法，該方法不需預先制備柱狀納米棒，可在生長溶液中直接得到狗骨狀金納米晶，操作簡單。本專利技術利用簡單的種子生長合成法，通過對種子溶液和生長溶液的調整，不需要以金納米棒為前體進行二次修飾即可直接得到狗骨狀產品，將制備方法由三步變為兩步，簡化了操作過程。具體技術方案如下：一種狗骨狀金納米晶的制備方法，包括以下步驟：（1）在氯金酸水溶液中加入十六烷基溴化銨水溶液，然后加入硝酸銀溶液，充分混合均勻后加入抗壞血酸，攪拌混勻，得生長溶液；（2）將十六烷基溴化銨水溶液和氯金酸水溶液混合，然后加入硼氫化鈉溶液，繼續攪拌，待溶液顏色變為棕黃色時，即得種子溶液；將所得種子溶液立即加入生長溶液中，攪拌混勻后，靜置生長，得狗骨狀金納米晶。上述步驟（2）中，加入硼氫化鈉溶液后攪拌2-20min即可得棕黃色種子溶液。上述步驟（1）中，硝酸銀在生長溶液中的最終濃度為75～200μmol/L。上述步驟（1）中，十六烷基溴化銨在生長溶液中的濃度為0.095-0.1mol/L；氯金酸水溶液在生長溶液中的濃度為0.7-0.75mmol/L；抗壞血酸在生長溶液中的濃度為0.95-1mmol/L。上述步驟（2）中，十六烷基溴化銨在種子溶液中的濃度為0.094-0.1mol/L；氯金酸水溶液在種子溶液中的濃度為0.28-0.3mmol/L；硼氫化鈉在種子溶液中的濃度為0.56-0.6mmol/L。上述步驟（2）中，每41-42ml的生長溶液中加入0.08ml的種子溶液。上述步驟（2）中，種子溶液在27-35℃下加入生長溶液中，并在此溫度下靜置生長。上述步驟（2）中，種子溶液在生長溶液中靜置生長0.5～20h。上述步驟（2）中，種子溶液中的金種子的直徑為幾個納米。本專利技術所得狗骨狀金納米晶的上、下兩端均具有兩個凸起，使整個納米晶具有類似狗骨頭的形貌。所得狗骨狀金納米晶寬度為15-25nm，長度為30-50nm。本專利技術制備方法中，先以氯金酸（HAuCl4）為原料，以硼氫化鈉（NaBH4）為還原劑，在表面活性劑存在的情況下將金離子（Au3+）還原為幾個納米大小的金種子。本方法所用的種子溶液為新鮮的種子溶液，現配現用，不能將種子溶液進行長時間的陳化。新鮮的金種子晶面更利于直接生長為狗骨狀金納米晶。本專利技術制備方法中，對生長溶液的組成進行了優化，使金種子可以直接生長為狗骨狀形貌，其中銀離子（Ag+）為輔助誘導離子，是納米晶形貌形成的關鍵，其用量過高或過低都不能形成狗骨狀金納米晶。并且隨著輔助誘導因素銀離子的濃度增加，納米晶上、下端的骨頭狀凸起的尺寸逐漸長大，整體結構長徑比逐漸變大。本專利技術狗骨狀金納米晶的吸收光譜在620nm處具有吸收峰，與文獻[J.Phys.Chem.C2011,115,7887–7895]報道的狗骨狀金納米晶的吸收光譜描述一致，并且隨著銀離子的濃度增加，620nm處的吸收峰逐漸突起。本專利技術原料易得、操作簡單、重復性好、成本低廉、能夠穩定高效的得到狗骨狀金納米晶，并且通過對反應條件（硝酸銀的加入量、反應溫度和保溫時間）的調整，可以得到不同尺寸的產品，可控性強，對大量合成狗骨狀金納米晶具有重要的應用價值，對金納米晶的制備方法研究具有重要的指導意義。附圖說明圖1為本專利技術實施例3合成的狗骨狀金納米晶的紫外-可見吸收光譜圖及透射電鏡（TEM）圖片。圖2為本專利技術實施例5合成的狗骨狀金納米晶的紫外-可見吸收光譜圖及透射電鏡（TEM）圖片。圖3為本專利技術對比實施例1合成的短棒狀金納米顆粒的紫外-可見吸收光譜圖及透射電鏡（TEM）圖片。圖4為本專利技術對比實施例2合成的金納米顆粒的紫外-可見吸收光譜圖及透射電鏡（TEM）圖片。圖5為本專利技術對比實施例3合成的枝狀金納米顆粒的透射電鏡（TEM）圖片。具體實施方式下面通過實施例對本專利技術進行進一步的闡述，下述說明僅為了解釋本專利技術，并不對其內容進行限定。實施例11.生長溶液的制備：圓底燒瓶中依次加入40mL、0.10MCTAB溶液，0.6mL、50mM的氯金酸溶液和0.062mL、50mM硝酸銀溶液，磁力攪拌下充分混合；然后加入0.5mL、0.080M的抗壞血酸；2、種子溶液的制備：磁力攪拌下，將5.0mL、0.1M的CTAB和0.03mL、50mM的氯金酸水溶液充分混合，然后加入0.30mL、0.01M冰浴的硼氫化鈉溶液，此時溶液的顏色從黃色變為褐色，繼續攪拌2-20min至溶液顏色變為棕黃色，即得種子溶液；3.將上述制得的新鮮種子溶液0.08mL立即加入生長溶液中，充分混合，在27-30℃下靜置20小時，即可制得狗骨狀金納米晶，所述納米晶長度約為40nm，寬度15nm，端部略有骨狀突起。實施例21.生長溶液的制備：圓底燒瓶中依次加入40mL、0.10MCTAB溶液，0.6mL、50mM的氯金酸溶液和0.08mL、50mM硝酸銀溶液，磁力攪拌下充分混合；然后加入0.5mL、0.080M的抗壞血酸；2.種子溶液的制備：磁力攪拌下，將5.0mL、0.1M的CTAB和0.03mL、50mM的氯金酸水溶液充分混合，然后加入0.30mL、0.01M冰浴的硼氫化鈉溶液，此時溶液的顏色從黃色變為褐色，繼續攪拌2-20min至溶液顏色變為棕黃色，即得種子溶液；3.將上述制得的新鮮種子溶液0.08mL立即加入生長溶液中，充分混合，在27-30℃下靜置生長20小時，可得狗骨狀金納米晶，所述納米晶長度約為40nm，寬度約為15nm，端部骨狀突起趨于明顯。實施例31.生長溶液的制備：圓底燒瓶中依次加入40mL、0.10MCTAB溶液，0.6mL、50mM的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種狗骨狀金納米晶的制備方法，其特征是包括以下步驟：（1）在氯金酸水溶液中加入十六烷基溴化銨水溶液，然后加入硝酸銀溶液，充分混合均勻后加入抗壞血酸，攪拌混勻，得生長溶液；（2）將十六烷基溴化銨水溶液和氯金酸水溶液混合，然后加入硼氫化鈉溶液，繼續攪拌，待溶液顏色變為棕黃色時，即得種子溶液；將所得種子溶液立即加入生長溶液中，攪拌混勻后，靜置生長，得狗骨狀金納米晶。

【技術特征摘要】
1.一種狗骨狀金納米晶的制備方法，其特征是包括以下步驟：（1）在氯金酸水溶液中加入十六烷基溴化銨水溶液，然后加入硝酸銀溶液，充分混合均勻后加入抗壞血酸，攪拌混勻，得生長溶液；（2）將十六烷基溴化銨水溶液和氯金酸水溶液混合，然后加入硼氫化鈉溶液，繼續攪拌，待溶液顏色變為棕黃色時，即得種子溶液；將所得種子溶液立即加入生長溶液中，攪拌混勻后，靜置生長，得狗骨狀金納米晶；步驟（1）中，十六烷基溴化銨在生長溶液中的濃度為0.095-0.1mol/L；氯金酸在生長溶液中的濃度為0.7-0.75mmol/L；抗壞血酸在生長溶液中的濃度為0.95-1mmol/L；步驟（1）中，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳玲，蘆思珉，楊萍，
申請(專利權)人：濟南大學，
類型：發明
國別省市：山東;37