一种金纳米柱矩阵的制备方法技术

技术编号:15485430 阅读:319 留言:0更新日期:2017-06-03 02:51
本发明专利技术公开了一种金纳米柱矩阵的制备方法,通过在电场作用下在分子筛模板上富集金离子并还原,得到规则排布的金纳米颗粒的种子溶液,随后再次加入四氯金酸水溶液,在电场作用下加入还原剂,得到了大尺寸金纳米柱矩阵。

【技术实现步骤摘要】
一种金纳米柱矩阵的制备方法
本专利技术涉及一种大尺寸金纳米柱矩阵的制备方法。
技术介绍
金纳米柱是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒,具有非常丰富的化学物理性质。金纳米柱的表面等离子体共振波长可以随长宽比变化,从可见(550nm)到近红外(1550nm)连续可调,极高的表面电场强度增强效应(高至10e7倍),极大的光学吸收、散射截面,以及从50%到100%连续可调的光热转换效率。由于它独特的光学、光电、光热、光化学、以及分子生物学性质,金纳米柱在材料科学界正受到强烈的关注,目前晶体生长法已成为当今化学方法合成高纯度溶剂相金纳米柱胶体溶液的最有效途径。但获得的金纳米柱阵列规模小(在几十微米以下),结构散布于基板上不连续,无法定位,整体上呈现无序的状态。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种金纳米柱矩阵的制备方法,采用分子筛作为模板,电场驱动富集的方法,获得了大尺寸金纳米柱矩阵。本专利技术完整的技术方案包括:.一种金纳米柱矩阵的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)金纳米颗粒种子制备:采用天然沸石或人工沸石,制成片状的分子筛,置于反应容器内,将四氯金酸加入去离子水,制备四氯金酸水溶液,该溶液的摩尔浓度为0.1mol/L,置于反应容器内,随后将十六烷基三甲基溴化铵加入该溶液并搅拌,静置5min后,随后对反应容器两端施加电场,随后在超声振动搅拌和电场耦合作用下加入硼氢化钾水溶液,其中四氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵和硼氢化钾的摩尔比为1:3:150,静置3h制得富集在分子筛表面的金纳米颗粒的种子溶液。(2)将四氯金酸水溶液再次加入步骤(1)所得种子溶液,随后加入柠檬酸三钠溶液,再次对反应容器两端施加电场,使金离子在电场作用下定向运动并富集到分子筛表面的金纳米颗粒种子附近,并在还原剂作用下析出生长,得到金纳米柱矩阵。步骤(1)所得到金纳米颗粒种子、步骤(2)所加四氯金酸以及柠檬酸三钠的摩尔比为1:50:30。所述步骤(1)的反应温度为室温,步骤(2)反应温度为30℃。步骤(1)所用四氯金酸水溶液、十六烷基三甲基溴化铵水溶液和硼氢化钾水溶液浓度分别0.1mol/L、0.03mol/L和6mmol/L。步骤(2)所用四氯金酸水溶液浓度为0.3-0.5mol/L,柠檬酸三钠水溶液浓度为0.01-0.02mol/L,。所加电场强度为200-400N/C。本专利技术相对于现有技术的优点在于:通过采用分子筛作为模板,由于分子筛具有规则的表面孔洞,且制备过程可控,易在表面形成矩阵式的孔洞,以此形成金纳米颗粒种子的富集,同时尤其是,通过电场作用使离子富集到孔洞附近进行还原析出,得到规则的金纳米柱排布,该种方法得到的矩阵尺寸可以达到300-500微米,且排布规则。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。(1)采用人工制备的沸石,制成片状的分子筛,该分子筛表面具有规则的矩阵式孔洞,将其置于反应容器内,将四氯金酸加入去离子水,制备0.1mol/L四氯金酸水溶液,加于反应容器内,随后将浓度为0.03mol/L十六烷基三甲基溴化铵加入该溶液并搅拌,静置5min后,随后对反应容器两端施加200N/C的电场,在室温下使金离子在电场作用下定向运动并富集到分子筛表面,在超声振动搅拌和电场耦合作用下加入6mmol/L的硼氢化钾水溶液,其中四氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵和硼氢化钾的摩尔比为1:3:150,静置3h制得富集在分子筛表面的金纳米颗粒的种子溶液。(2)将浓度为0.5mol/L的四氯金酸水溶液再次加入步骤(1)所得溶液,随后加入0.01mol/L的柠檬酸三钠溶液,加热温度到30℃,再次对反应容器两端施加400N/C电场,使金离子在电场作用下定向运动并富集到分子筛表面的金纳米颗粒种子附近,并在还原剂作用下析出生长,得到尺寸为300-500微米的金纳米柱矩阵,其中,步骤(1)所得到金纳米颗粒种子、步骤(2)所加四氯金酸以及柠檬酸三钠的摩尔比为1:50:30。以上所述,仅是本专利技术的较佳实施例,并非对本专利技术作任何限制,凡是根据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本专利技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金纳米柱矩阵的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)金纳米颗粒种子制备:采用天然沸石或人工沸石,制成片状的分子筛,置于反应容器内,将四氯金酸加入去离子水,制备四氯金酸水溶液,该溶液的摩尔浓度为0.1mol/L,置于反应容器内,随后将十六烷基三甲基溴化铵加入该溶液并搅拌,静置5min后,随后对反应容器两端施加电场,随后在超声振动搅拌和电场耦合作用下加入硼氢化钾水溶液,其中四氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵和硼氢化钾的摩尔比为1:3:150,静置3h制得富集在分子筛表面的金纳米颗粒的种子溶液。(2)将四氯金酸水溶液再次加入步骤(1)所得种子溶液,随后加入柠檬酸三钠溶液,再次对反应容器两端施加电场,使金离子在电场作用下定向运动并富集到分子筛表面的金纳米颗粒种子附近,并在还原剂作用下析出生长,得到金纳米柱矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种金纳米柱矩阵的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)金纳米颗粒种子制备:采用天然沸石或人工沸石,制成片状的分子筛,置于反应容器内,将四氯金酸加入去离子水,制备四氯金酸水溶液,该溶液的摩尔浓度为0.1mol/L,置于反应容器内,随后将十六烷基三甲基溴化铵加入该溶液并搅拌,静置5min后,随后对反应容器两端施加电场,随后在超声振动搅拌和电场耦合作用下加入硼氢化钾水溶液,其中四氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵和硼氢化钾的摩尔比为1:3:150,静置3h制得富集在分子筛表面的金纳米颗粒的种子溶液。(2)将四氯金酸水溶液再次加入步骤(1)所得种子溶液,随后加入柠檬酸三钠溶液,再次对反应容器两端施加电场,使金离子在电场作用下定向运动并富集到分子筛表面的金纳米颗粒种子附近,并在还原剂作用下析...

【专利技术属性】
技术研发人员:张龙李增辉潘龙徐钦锐
申请(专利权)人:西安交通大学青岛研究院青岛翰兴知识产权运营管理有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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