一种原子个数可控金纳米簇的制备方法技术

一种原子个数尺寸可控金纳米簇的制备方法，此方法可大规模不同尺寸的金纳米簇。具体涉及:将含磷配体的一价金络合物【Au(Ⅰ)-P】溶于丙酮中搅拌10分钟，然后加入硼氢化钠还原得到零价的金纳米粒子。得到的纳米粒子在过量巯基配体，高温条件下刻蚀。通过使用不同的巯基配体控制纳米簇中金原子个数。此发明专利技术涉及的方法具有可行性，操作性简单，并且通过使用不同配体能够精确控制金原子个数。

Method for preparing atomic number controllable gold nano cluster

The invention relates to a method for preparing gold nanoclusters with controllable size of atoms, which can be used for gold nanoclusters of different sizes and sizes. Specifically, the monovalent gold complex (Au (I) -P) of the phosphorus ligand is dissolved in acetone for 10 minutes, then sodium borohydride is added to obtain a zero valent gold nanoparticle. The resulting nanoparticles were etched in excess thiol ligands at high temperatures. Controlling the number of gold atoms in nanoclusters by using different thiol ligands. The method involved in the invention is feasible, simple in operation and capable of accurately controlling the number of gold atoms by using different ligands.

【技术实现步骤摘要】
一种原子个数可控金纳米簇的制备方法
：此专利技术属于金属纳米簇的制备，本专利技术涉及了简单制备原子个数可控的金纳米簇。
技术介绍
：金纳米簇具有独特的光学性质以及催化前景而倍受关注。金纳米粒子的尺寸大于2nm，粒子采取面心立方结构(FCC)并且具有强的表面声子震动性质(SPR)。然而当金纳米粒子的尺寸小于2nm，粒子的结构采用非面心结构，并且表面等离子共振性质消失。此纳米粒子展现了量子效应和独特化学和物理性质，这种小尺寸纳米粒子称为纳米簇。金纳米簇的量子效应和粒子尺寸息息相关。因此，控制和合成具有精确原子个数的金纳米簇为纳米粒子的合成以及粒子性质的研究提供了基础。近几年，在合成精确原子个数的金纳米粒子方法取得了很大的进步。Jin组提出了“sizingfocus”的方法制备了一系列的金纳米簇。例如，Au251,Au362等等。但是，如何能够控制精确原子个数的纳米簇仍是一种挑战。就这个问题，本专利提出了同一体系下合成尺寸可控的金纳米簇。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种合成原子个数可控的金纳米簇的制备方法，该制备方法可行，操作简单。主要用于同一体系中制备原子个数可控的金纳米簇，其纳米簇尺寸在2nm以下，主要包括Au25，Au36以及新尺寸的纳米簇。本专利技术的一种原子个数可控的金纳米簇的制备方法，其具体分为二步骤：步骤1：将含磷配体的一价金络合物【Au(Ⅰ)-P】溶于丙酮中搅拌10分钟，最后将摩尔比为1:1的硼氢化钠(硼氢化钠溶于乙醇中)加入丙酮中，得到具有尺寸分布金纳米簇。用大量甲醇洗涤金纳米簇，最后用二氯甲烷萃取，离心，干燥。步骤2：将步骤1中得到的金纳米簇溶于二氯甲烷和甲苯的混合溶剂中，加入大量的巯基配体，50℃-90℃条件下刻蚀，反应进行1-4天。用大量的正己烷洗涤得到的产物，然后用甲醇分离，最后用二氯甲烷萃取，离心，干燥。所述制备方法，其特征在于：使用简单的一步反应方法得尺寸分布的金纳米簇。所述制备方法，其特征在于：通过使用不同的配体控制金纳米簇中金原子的个数。与已报道金纳米簇的制备方法相比，本专利技术的优点如下：a)本专利技术可以控制配体的不同，制备原子个数可控的纳米簇。b)本专利技术一步合成方法制备银纳米簇，操作简单，易与控制。附图说明：图1，实例1中得到产物的紫外可见吸收光谱图和质谱图；图2，实例2中得到产物的紫外可见吸收光谱图和质谱图；图3，实例3中得到产物的紫外可见吸收光谱图和质谱图。具体实施方式以下结合实例对本专利技术做具体的说明：实例1：Au25纳米簇的合成步骤1：将60mg含磷配体的一价金络合物【Au(Ⅰ)-PPyPh2】溶于15mL丙酮中搅拌10分钟，最后将相对于金络合物摩尔比为1:1的硼氢化钠(硼氢化钠溶于乙醇中，质量浓度1mg/mL)加入丙酮中，得到具有一定尺寸分布金纳米簇初产物。用甲醇洗涤金纳米簇，最后用二氯甲烷萃取，离心去掉不溶于二氯甲烷的物质，将溶液干燥，得到尺寸分布的金簇。步骤2：将步骤1中得到的尺寸分布的金纳米簇溶于二氯甲烷和甲苯(体积比为1:3)的混合溶剂中，加入2-萘硫酚(200mg)，60℃下刻蚀，反应进行1天。用正己烷洗涤得到的产物，得到沉淀物质。然后将沉淀物用甲醇洗涤，金纳米簇溶于甲醇中，将甲醇旋干得到原子级单分散金簇。最后用二氯甲烷萃取原子级单分散金簇，离心去掉不溶于二氯甲烷的物质，将溶液干燥。如图1，实施例1制备金纳米簇的紫外可见吸收光谱和质谱图，其金原子个数为25。实例2：Au36纳米簇的合成步骤1：将60mg含磷配体的一价金络合物【Au(Ⅰ)-PPyPh2】溶于15mL丙酮中搅拌10分钟，最后将相对于金络合物摩尔比为1:1的硼氢化钠(硼氢化钠溶于乙醇中，其质量浓度为1mg/mL)加入丙酮中，得到具有尺寸分布金纳米簇初产物。用大量甲醇洗涤金纳米簇初产物，最后用二氯甲烷萃取，离心去掉不溶于二氯甲烷的物质，最后将溶液干燥，得到尺寸分布的金簇。步骤2：将步骤1中得到的尺寸分布的金纳米簇溶于二氯甲烷和甲苯的混合溶剂中(其体积比为1:3)，加入大量的对异丙基苯硫酚(2ml)，80℃下刻蚀，反应进行1天。用大量的正己烷洗涤得到的沉淀，沉淀物溶于二氯甲烷中离心，去掉不溶于二氯甲烷的物质，最后将溶液干燥，得到原子级单分散的金纳米簇。，如图2，实施例2制备金纳米簇的紫外可见吸收光谱和质谱图，其金原子的个数为36。实例3：新尺寸Au纳米簇的合成步骤1：将80mg含磷配体的一价金络合物【Au(Ⅰ)-PPyPh2】溶于15mL丙酮中搅拌10分钟，最后将相对于金络合物摩尔比为1:1的硼氢化钠(硼氢化钠溶于乙醇中，其质量浓度为1mg/mL)加入丙酮中，得到具有尺寸分布金纳米簇。用大量甲醇洗涤金纳米簇初产物，最后用二氯甲烷萃取，离心去掉不溶于二氯甲烷的物质，最后将溶液干燥，得到尺寸分布的金簇。步骤2：将步骤1中得到的尺寸分布的金纳米簇溶于二氯甲烷和甲苯的混合溶剂中(体积比为1:3)，加入大量的金刚烷硫醇配体(300mg)，90℃条件下刻蚀，反应进行4天。沉淀物溶于二氯甲烷中离心，去掉不溶于二氯甲烷的物质，最后将溶液干燥，得到原子级单分散的金纳米簇。如图3，实施例3制备金纳米粒子的紫外可见吸收光谱图和质谱图。文献1、ManzhouZhu,ChristineM.Aikens,FrederickJ.Hollander,GeorgeC.Schatz.RongchaoJin.CorrelatingtheCrystalStructureofAThiol-ProtectedAu25ClusterandOpticalProperties.J.Am.Chem.Soc.,2008,130(18),5883–5885.2、ChenjieZeng,HuifengQian,TaoLi,GaoLi1,NathanielL.Rosi,BokwonYoon,RobertN.Barnett,RobertL.Whetten,UziLandman,RongchaoJin.TotalStructureandElectronicPropertiesoftheGoldNanocrystalAu36(SR)24.AngewandteChemieInternationalEdition,2012,(51),13114-13118.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原子个数可控金纳米簇的制备方法，其特征在于：步骤1：将含磷配体的一价金络合物【Au(Ⅰ)‑P】溶于丙酮中搅拌5‑10分钟，最后将与金络合物的摩尔比为1:1‑3:1的硼氢化钠加入丙酮中，得到金纳米簇初产物；用甲醇洗涤金纳米簇初产物，最后用二氯甲烷萃取，离心去除不溶物，液体干燥得金纳米簇；步骤2：将步骤1中得到的金纳米簇溶于二氯甲烷和甲苯的混合溶剂中，加入巯基配体，50℃‑90℃条件下刻蚀，反应进行1‑4天；用正己烷洗涤得到的产物，然后用甲醇洗涤分离，最后用二氯甲烷萃取不溶于甲醇的成份，离心去除不溶物，液体干燥得原子个数可控金纳米簇。

【技术特征摘要】
1.一种原子个数可控金纳米簇的制备方法，其特征在于：步骤1：将含磷配体的一价金络合物【Au(Ⅰ)-P】溶于丙酮中搅拌5-10分钟，最后将与金络合物的摩尔比为1:1-3:1的硼氢化钠加入丙酮中，得到金纳米簇初产物；用甲醇洗涤金纳米簇初产物，最后用二氯甲烷萃取，离心去除不溶物，液体干燥得金纳米簇；步骤2：将步骤1中得到的金纳米簇溶于二氯甲烷和甲苯的混合溶剂中，加入巯基配体，50℃-90℃条件下刻蚀，反应进行1-4天；用正己烷洗涤得到的产物，然后用甲醇洗涤分离，最后用二氯甲烷萃取不溶于甲醇的成份，离心去除不溶物，液体干燥得原子个数可控金纳米簇。2.根据权利要求1所述得的制备方法，其特征在于：含磷配体的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄家辉，刘超，杨秀娟，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21