采用水包油纳米乳液制备分支状金纳米颗粒的方法技术

本发明专利技术公开了采用水包油纳米乳液制备分支状金纳米颗粒的方法，包括如下步骤：以烷烃为油相，以非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂脂肪酸钠和有机胺的复配物为乳化剂，加入氯金酸调节反应体系的相转变温度，利用低能乳化法‑PIT法制备水包油纳米乳液；向含有氯金酸的水包油纳米乳液中加入还原剂抗坏血酸，经还原反应制备得到分支状金纳米颗粒；抗坏血酸与氯金酸的摩尔比为10:1‑100:1。该制备方法的条件温和、反应时间短、产量高，通过调整原料的配比、温度等反应条件，可得到不同表面拓扑结构的分支状金纳米颗粒。这些分支状金纳米颗粒具有较好的电催化甲醇氧化活性。

Preparation of branched gold nanoparticles by using oil in water nano emulsion

The invention discloses a method for preparing branched gold nanoparticles by using oil in water nano emulsion, which comprises the following steps: Taking alkanes as oil phase, using nonionic surfactant, anionic surfactant fatty acid sodium and organic amine as emulsifier, adding chloroauric acid to adjust the phase transition temperature of the reaction system, and using low energy emulsification method to prepare oil in water nano emulsion by PIT method. The ascorbic acid was added to the oil in water emulsion containing chloro auric acid, and the branched gold nanoparticles were prepared by reduction reaction. The molar ratio of ascorbic acid to chloro auric acid was 10:1 100:1. The preparation method has mild conditions, short reaction time and high yield. Branched gold nanoparticles with different surface topography can be obtained by adjusting the ratio of raw materials and reaction conditions such as temperature. These branched gold nanoparticles have good electrocatalytic activity for methanol oxidation.

【技术实现步骤摘要】
采用水包油纳米乳液制备分支状金纳米颗粒的方法
本专利技术属于纳米金制备
，尤其涉及一种采用水包油纳米乳液制备分支状金纳米颗粒的方法及制备得到的分支状金纳米颗粒。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。纳米金是纳米材料领域重要的一员，其独特的物理、化学性质使其在催化、光学、电子和生物医疗等领域有着广阔的应用前景。由于纳米金的尺寸、形貌和聚集状态等对它的性质和应用有着直接的影响，近年来人们合成了球型、棒状、立方型、八面体型、星型、花型和分支状等不同形貌和尺寸的金纳米颗粒。在众多形貌各异的纳米结构中，分支状结构是一类重要的纳米结构，因为其具有更复杂的晶体结构而难以通过简单的方法制备。其丰富的尖端结构使其具有较强的催化效果，还可用于基于SERS的分析检测等领域，这类形貌的金纳米颗粒具有等离子体激元特性，并且利用金的低的生物毒性可以用于癌症的光热疗法。目前，已经有一些关于分支型金纳米结构的报道，Mao等人用不同碳链长度的有机胺制备了可以调控枝化度(degreeofbranches)的金纳米分支结构，但他们的金纳米分支结构是在有机溶剂里制备的，产量较低(PengheQiu；MingyingYang；XueweiQu；YanyanHuai；YeZhu；ChuanbinMao,Tuningphotothermalpropertiesofgoldnanodendritesforinvivocancertherapywithinawidenearinfraredrangebysimplycontrollingtheirdegreeofbranching,Biomaterials,2016,104,138-144.)。王等人利用本课题组合成的表面活性剂二(氨基乙基酰甲基乙基)十八胺合成了一种纳米/微米级金分级结构材料，但其使用的表面活性剂的非商业化，限制了其应用(WenfengJia；JinruLi；LongJiang,SynthesisofHighlyBranchedGoldNanodendriteswithaNarrowSizeDistributionandTunableNIRandSERSUsingaMultiamineSurfactant,ACSAppl.Mater.Interfaces,2013,5,6886-6892.)。Park等人报道了利用间苯二酚衍生物合成了分支型纳米金结构，但是制备的金纳米分支结构不能对纳米金表面进行调节导致表面的分支长度较短和密度不够(Lee,Y.；Park,T.G.,FacileFabricationofBranchedGoldNanoparticlesbyReductiveHydroxyphenolDerivatives.Langmuir,2011,27(6),2965-2971.)。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种分支状金纳米颗粒及其制备方法。该制备方法的条件温和、反应时间短，反应介质为水包油纳米乳液的水连续相，可溶解的反应物量多，因此产量高，通过调整原料的配比、温度等反应条件，可得到不同表面拓扑结构的分支状金纳米颗粒。这些分支状金纳米颗粒具有较好的电催化甲醇氧化活性。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种分支状金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：以油相、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂脂肪酸钠和有机胺的复配物为乳化剂，加入氯金酸调节反应体系的相转变温度，利用低能乳化法-PIT法制备水包油纳米乳液；向上述含有氯金酸的水包油纳米乳液中加入还原剂，经还原反应制备得到分支状金纳米颗粒；还原剂与氯金酸的摩尔比为10:1-100:1。在进行还原步骤时，吸附在乳液滴表面的有机胺和脂肪酸钠起到导向的作用，以利于形成分支状金纳米颗粒，缺少有机胺和脂肪酸钠或其二者之一或非乳液体系中均不能得到典型的分支状金纳米颗粒，示例见附图15-18。进一步的，油相所占质量份为5-25份，非离子表面活性剂所占质量份为2-10份，脂肪酸钠所占质量份为0.05-0.2份，有机胺所占质量份为0.01-0.05份，氯金酸水溶液所占质量份为70-95份，所述氯金酸水溶液中氯金酸的浓度为0.01wt％-0.1wt％。进一步的，油相所占质量份为5-20份，非离子表面活性剂所占质量份为3-8份，脂肪酸钠所占质量份为0.05-0.2份，有机胺所占质量份为0.01-0.04份，氯金酸水溶液所占质量份为75-95份。进一步的，上述油相为烷烃，10≤C≤25。更进一步的，所述烷烃为直链烷烃或所述烷烃为正构烷烃与异构烷烃的混合物。更进一步的，所述直链烷烃为癸烷、正十二烷、正十四烷或正十六烷；所述正构烷烃与异构烷烃的混合物为液体石蜡或白油。进一步的，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯类非表面活性剂或聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂与多元醇类非离子表面活性剂按质量比是2：3～3：2的组合。更进一步的，所述聚氧乙烯类非表面活性剂为Brij类表面活性剂之一；所述聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂为Tween系列表面活性剂之一；所述多元醇类非离子表面活性剂为Span系列表面活性剂之一。更进一步的，所述Brij类表面活性剂为Brij30、Brij35、Brij52或Brij56；所述Tween系列表面活性剂为Tween20、Tween40、Tween60、Tween65或Tween80；所述Span系列表面活性剂为Span20、Span40、Span60、Span65或Span80。进一步的，所述脂肪酸钠为油酸钠。进一步的，所述有机胺为碳链长度为12～18的烷基胺或烯胺之一。更进一步的，所述烷基胺为正十二胺、正十四胺、正十六胺、正十八胺；所述烯胺为油胺。进一步的，所述还原剂为抗坏血酸。进一步的，上述质量份组成的原料混合均匀后加入反应器中，磁力搅拌下逐渐升温至30-80℃，乳化混合体系20-40min，所得混合物用冰水浴快速降温，得到水包油纳米乳液。进一步的，水包油纳米乳液的制备温度为35-75℃。进一步的，所述还原反应的温度为0-25℃。通过调节AA与氯金酸摩尔比可得到不同的表面拓扑结构。如当反应体系中反应温度为20℃，AA与氯金酸摩尔比为8-12:1时，可得到分支较短、较粗、较密实的金纳米颗粒。通过调节AA与氯金酸摩尔比可得到不同的表面拓扑结构。如当反应体系中反应温度为20℃，AA与氯金酸摩尔比为18-22:1时，可得到分支较长、较细、比较疏松的金纳米颗粒。通过调节AA与氯金酸摩尔比可得到不同的表面拓扑结构。如当反应体系中反应温度为20℃，AA与氯金酸摩尔比为38-42:1时，可得到分支倾向于片状、疏松的金纳米颗粒。通过调节体系中反应温度可得到不同的表面拓扑结构。如当AA与氯金酸摩尔比为20:1，AA与氯金酸摩尔比为0℃时，可得到分支较短、较密实的金纳米颗粒。通过调节体系中反应温度可得到不同的表面拓扑结构。如当AA与氯金酸摩尔比为20:1，AA与氯金酸摩尔比为10℃时，可得到分支很短、较密实的金纳米颗粒。上述制备方法制备得到的分支状金纳米颗粒。上述分支状金纳米颗粒在电催化甲醇氧化中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.采用水包油纳米乳液制备分支状金纳米颗粒的方法，其特征在于：包括如下步骤：以油相、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂脂肪酸钠和有机胺的复配物为乳化剂，加入氯金酸调节反应体系的相转变温度，利用低能乳化法‑PIT法制备水包油纳米乳液；向上述含有氯金酸的水包油纳米乳液中加入还原剂，经还原反应制备得到分支状金纳米颗粒；还原剂与氯金酸的摩尔比为10:1‑100:1。

【技术特征摘要】
1.采用水包油纳米乳液制备分支状金纳米颗粒的方法，其特征在于：包括如下步骤：以油相、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂脂肪酸钠和有机胺的复配物为乳化剂，加入氯金酸调节反应体系的相转变温度，利用低能乳化法-PIT法制备水包油纳米乳液；向上述含有氯金酸的水包油纳米乳液中加入还原剂，经还原反应制备得到分支状金纳米颗粒；还原剂与氯金酸的摩尔比为10:1-100:1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：油相所占质量份为5-25份，非离子表面活性剂所占质量份为2-10份，脂肪酸钠所占质量份为0.05-0.2份，有机胺所占质量份为0.01-0.05份，氯金酸水溶液所占质量份为70-95份；优选的，油相所占质量份为5-20份，非离子表面活性剂所占质量份为3-8份，脂肪酸钠所占质量份为0.05-0.2份，有机胺所占质量份为0.01-0.04份，氯金酸水溶液所占质量份为75-95份。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的氯金酸水溶液中氯金酸浓度为0.01wt％-0.1wt％。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述油相为烷烃，10≤C≤25；进一步的，所述烷烃为直链烷烃或正构烷烃与异构烷烃的混合物；更进一步的，所述直链烷烃为癸烷、正十二烷、正十四烷或正十六烷；所述正构烷烃与异构烷烃的混合物为液体石蜡或白油；进一步的，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯类非表面活性剂或聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂与多元醇类非离子表面活性剂按质量比是2：3～3：2的组合；进一步的，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅贞，陈龙溪，张远，陈代荣，
申请(专利权)人：山东青年政治学院，
类型：发明
国别省市：山东,37