一种金纳米棒的无种子制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料制备技术领域，涉及一种金纳米棒的无种子制备方法，本发明专利技术在传统无种子法的基础上，使用油酸钠作为第二配体，大大提高了金纳米棒的均一性和合成的可重复性。该方法制备的金纳米棒尺寸均匀，半峰宽窄，纵向等离子共振吸收在700 nm‑1150 nm范围内可调，可应用于光声成像、光热治疗以及化学传感器等领域。该方法具有易操作、周期短、可控性高等优点，是一种快速合成金纳米棒的理想的方法。

Seedless preparation of gold nanorods

The invention belongs to the field of nanomaterial preparation technology, and relates to a seed-free preparation method of gold nanorods. On the basis of traditional seed-free method, the invention uses sodium oleate as the second ligand, greatly improving the homogeneity of gold nanorods and the repeatability of synthesis. The gold nanorods fabricated by this method have uniform size, narrow half-peak width and adjustable longitudinal plasma resonance absorption in the range of 700 to 1150 nm. They can be used in photoacoustic imaging, photothermal therapy and chemical sensors. This method has the advantages of easy operation, short cycle and high controllability. It is an ideal method for rapid synthesis of gold nanorods.

【技术实现步骤摘要】
一种金纳米棒的无种子制备方法
本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及一种金纳米棒的无种子制备方法，具体是一种不使用种子溶液在水相一步制备金纳米棒的方法。
技术介绍
金纳米材料既有金这种贵金属材料的稳定性和化学惰性，又具有非常丰富的物理化学性质。金纳米材料有非常丰富的结构，包括金纳米棒，金纳米星，金纳米片，金纳米笼等。其中研究最广泛的是金纳米棒。因其合成相对简单，产率高，吸收波长可调等优点，在生物检测、生物成像等方面具有巨大的应用前景。金纳米棒具有两个表面等离子共振吸收，即纵向表面等离子共振和横向表面等离子共振。金纳米棒的横向表面等离子共振吸收一般在510nm左右，随金纳米棒的尺寸变化不大。而其纵向表面等离子共振吸收，随着金纳米棒的长径比的变化而变化，有很宽的调节范围。改变实验条件时，可制备不同大小，长径比的金纳米棒，从而实现不同的应用。目前种子生长法是合成金纳米棒最为常用的方法，可用于制备高质量金纳米棒。然而该方法需要使用种子溶液，且金纳米棒生成时间较长，使得这种方法合成步骤较为复杂，且耗时长。不使用种子溶液的无种法，由于合成步骤简单、反应时间短等优势，近年来受到了很大的关注。然而通过经典的无种法得到的金纳米棒形貌均匀性较差，球形颗粒较多，纵向表面等离子共振吸收可调范围较窄。本专利技术使用油酸钠作为第二配体，通过无种法可制备形貌均匀、分散性好、纵向表面等离子共振吸收波长在700nm-1150nm可调、半峰宽窄的金纳米棒。该方法具有无需配制种子溶液、简单易行、制备周期短等优点，是制备金纳米棒的理想方法。
技术实现思路
目的：本专利技术提供一种金纳米棒的无种子制备方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)称取适量的十六烷基三甲基溴化铵和油酸钠，加水后放置在水浴中溶解形成十六烷基三甲基溴化铵和油酸钠的混合溶液；2)在上述溶液中加入一定量的AgNO3溶液，搅拌10-30s混合均匀后静置10-30min，溶液温度控制在25-30℃；3)在上述溶液中加入HAuCl4溶液搅拌30-60min；4)在上述溶液中加入适量的HCl溶液，并搅拌5-10min；5)在上述溶液中快速加入一定量的抗坏血酸溶液和新制的NaBH4溶液，搅拌10-20秒后静置1-24h，离心纯化得到产物。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：反应中，加入的十六烷基三甲基溴化铵：油酸钠：AgNO3：HAuCl4：HCl：抗坏血酸：NaBH4的摩尔比为(384-494)：(16.4-164)：(0.72-2.88)：5：(240-1008)：(1.28-8.57)：(0.038-0.15)。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：步骤1)中，加入十六烷基三甲基溴化铵的质量为140mg-180mg；十六烷基三甲基溴化铵与水的比为(14.2-18.4)mg：1mL。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：步骤1)中，加入油酸钠的质量为：5mg-50mg；油酸钠与水的比为(0.51-5.1)mg：1mL。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：AgNO3溶液的浓度为4mM，加入的AgNO3溶液的体积为：180-720μL。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：HAuCl4溶液的浓度为25mM，加入的HAuCl4溶液的体积为200μL。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：HCl溶液的浓度为1M，加入的HCl溶液的体积为240-1008μL。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：抗坏血酸溶液的浓度为85.7mM，加入的抗坏血酸溶液的体积为15-100μL。作为优选方案，所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：NaBH4溶液的浓度为10mM，加入的NaBH4溶液的体积为3.8-15μL。本专利技术还提供一种金纳米棒，如上述的制备方法制得。所述的金纳米棒，形貌均匀、分散性好、纵向表面等离子共振吸收波长在700nm-1150nm范围内可调、半峰宽窄。有益效果：本专利技术提供的一种金纳米棒的无种子制备方法，使用油酸钠作为第二配体，通过无种法可制备金纳米棒。通过该方法制得的金纳米棒具有形貌均匀、分散性好、纵向表面等离子共振吸收波长在700nm-1150nm范围内可调、半峰宽窄等优点，在进一步修饰之后能够用于光声成像、光热治疗等领域。该方法具有无需配制种子溶液、简单易行、制备周期短等优点，是一种制备金纳米棒的理想方法。附图说明图1为本专利技术实施例1、实施例2及实施例3所得样品的吸收光谱图(从左往右分别为实施例1、实施例2及实施例3样品)；图2为本专利技术实施例1、实施例2及实施例3所得样品的透射电子显微镜(TEM)表征结果(从左往右分别为实施例1、实施例2及实施例3样品，标尺为200nm)。具体实施方式为了进一步阐明本专利技术，下面给出一系列实施例，这些实施例完全是例证性的，它们仅用来对本专利技术具体描述，不应当理解为对本专利技术的限制。实施例1：(1)称取180mg十六烷基三甲基溴化铵和35mg油酸钠，并加9.8mL水，放置在50℃水浴中使其完全溶解后降温至30℃。(2)在上述溶液中加入360μL4mM的AgNO3溶液。静置15分钟后，加入200μL25mM的HAuCl4溶液并搅拌50min。(3)在上述溶液中加入360μL1M的HCl溶液，并搅拌5分钟。(4)在上述溶液中快速加入37.5μL85.7mM的抗坏血酸溶液和7.5μL新制的10mMNaBH4溶液，搅拌10秒后静置5h，离心纯化得到产物。实验结果表明，所得的金纳米棒大小为24.3±2.7nm×77.7±8.0nm，最大吸收峰位置为735nm，半峰宽106nm，形貌均匀，几乎无球形颗粒，棒状产物>99.5％。实施例2：(1)称取180mg十六烷基三甲基溴化铵和25mg油酸钠，并加9.8mL水，放置在50℃水浴中使其完全溶解后降温至30℃。(2)在上述溶液中加入360μL4mM的AgNO3溶液。静置15分钟后，加入200μL25mM的HAuCl4溶液并搅拌50min。(3)在上述溶液中加入360μL1M的HCl溶液，并搅拌5分钟。(4)在上述溶液中快速加入37.5μL85.7mM的抗坏血酸溶液和7.5μL新制的10mMNaBH4溶液，搅拌10秒后静置5h，离心纯化得到产物。实验结果表明，所得的金纳米棒大小为11.9±2.0nm×57.6±6.3nm，最大吸收峰位置为889nm，半峰宽144nm，形貌均匀，棒状产物>99％。实施例3：(1)称取140mg十六烷基三甲基溴化铵和25mg油酸钠，并加9.8mL水，放置在50℃水浴中使其完全溶解后降温至30℃。(2)在上述溶液中加入360μL4mM的AgNO3溶液。静置15分钟后，加入200μL25mM的HAuCl4溶液并搅拌50min。(3)在上述溶液中加入864μL1M的HCl溶液，并搅拌5分钟。(4)在上述溶液中快速加入37.5μL85.7mM的抗坏血酸溶液和7.5μL新制的10mMNaBH4溶液，搅拌10秒后静置5h，离心纯化得到产物。实验结果表明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)称取适量的十六烷基三甲基溴化铵和油酸钠，加水后放置在水浴中溶解形成十六烷基三甲基溴化铵和油酸钠的混合溶液；2)在上述溶液中加入一定量的AgNO3溶液，搅拌，混合均匀后静置10‑30min，溶液温度控制在25‑30℃；3)在上述溶液中加入HAuCl4溶液搅拌30‑60min；4)在上述溶液中加入适量的HCl溶液，并搅拌5‑10min；5)在上述溶液中快速加入一定量的抗坏血酸溶液和新制的NaBH4溶液，搅拌混合均匀后静置1‑24h，离心纯化得到产物。

【技术特征摘要】
1.一种金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)称取适量的十六烷基三甲基溴化铵和油酸钠，加水后放置在水浴中溶解形成十六烷基三甲基溴化铵和油酸钠的混合溶液；2)在上述溶液中加入一定量的AgNO3溶液，搅拌，混合均匀后静置10-30min，溶液温度控制在25-30℃；3)在上述溶液中加入HAuCl4溶液搅拌30-60min；4)在上述溶液中加入适量的HCl溶液，并搅拌5-10min；5)在上述溶液中快速加入一定量的抗坏血酸溶液和新制的NaBH4溶液，搅拌混合均匀后静置1-24h，离心纯化得到产物。2.根据权利要求1所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：反应中，加入的十六烷基三甲基溴化铵：油酸钠：AgNO3：HAuCl4：HCl：抗坏血酸：NaBH4的摩尔比为(384-494)：(16.4-164)：(0.72-2.88)：5：(240-1008)：(1.28-8.57)：(0.038-0.15)。3.根据权利要求1所述的金纳米棒的无种子制备方法，其特征在于：步骤1)中，加入十六烷基三甲基溴化铵的质量为140mg-180mg；十六...

【专利技术属性】
技术研发人员：范曲立，陆峰，贡祎，张凯威，程锋，黄维，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32