一种调控金纳米棒长度的方法技术

本发明专利技术提供一种调控金纳米棒长度的方法，该方法采用波长在300nm以上包括320～340nm和/或530～700nm的光强在50μw/cm2以上的光源对金纳米棒分散液进行照射。本发明专利技术调控金纳米棒长度的方法在制备金纳米棒完成后进行，主要利用金属SPR效应以及热电子效应实现金纳米棒氧化，通过控制近紫外和/或可见光的光强、照射时间等参数实现控制金纳米棒的长度，同时保持其直径基本不变，操作简单，且无需引入外来添加剂。添加剂。添加剂。

【技术实现步骤摘要】
一种调控金纳米棒长度的方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，更具体地，涉及一种调控金纳米棒长度的方法。

技术介绍

[0002]金纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒，在光学性质上具有横向和纵向两个表面等离子体共振吸收峰，入射光与金纳米颗粒的自由电子相互作用时，产生表面等离子体共振(surface plasmon resonance，SPR)，并在紫外
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可见吸收光谱上显示出较强的吸收峰，其中横向表面等离子体共振峰(transverse surface plasmon resonance peak，TSPRP)在530nm附近保持不变，而纵向表面等离子体共振峰(longitudinal surface plasmon resonance peak，LSPRP)可以随着金纳米棒长径比的变化从可见光到红外区域而变化。这一独特的光学性质使得金纳米棒在纳米电子学、光学、医学检测、成像、信息存储以及临床治疗等领域现实出巨大的应用前景。
[0003]金纳米棒的独特光学性质取决于金纳米棒的尺寸与长径比，因此，金纳米棒的尺寸调控方法是非常关键的技术。现有的金纳米棒的尺寸调控方法可以在制备过程中和制备完成后进行，制备完成后进行的方法主要包括热重塑法、再生长法和氧化法等。其中，目前广泛应用的是氧化法，向金纳米棒溶液中加入氧化性试剂如H2O2后，金纳米棒被氧化，其长径比(Aspect Ratio，AR)降低以及LSPRP蓝移，但此方法操作步骤较为繁琐，H2O2浓度、氧化时间等影响金纳米棒长径比的实验参数较难精确控制。现有技术公开了一种通过改变加入氯金酸量来精确改变金纳米棒的长度的尺寸调控方法，获得金纳米棒的长度与所加入氯金酸量之间存在线性关系，但是其调控方法引入了溴化物及氯金酸，操作复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术氧化调控尺寸方法操作复杂且需引入外来添加剂的缺陷和不足，提供一种调控金纳米棒长度的方法，该方法通过控制近紫外和/或可见光的光强、照射时间等参数能够实现控制金纳米棒的长度，同时保持其直径不变，操作简单，且无需引入外来添加剂。
[0005]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种调控金纳米棒长度的方法，其特征在于，采用波长在300nm以上包括320～340nm和/或530～700nm的光强在50μw/cm2以上的光源对金纳米棒分散液进行照射。
[0007]本专利技术提供的调控金纳米棒长度的方法，采用波长在300nm以上包括320～340nm和/或530～700nm的光强在50μw/cm2以上的光源对金纳米棒分散液进行照射，波长在300nm以下的紫外光促进金纳米棒的还原，对氧化金纳米棒造成干扰。光源照射氧化金纳米棒的原理是利用金属表面等离子体共振(SPR)效应以及热电子效应，金纳米棒与其SPR频率范围内的光(可见光波段：530～700nm)具有强耦合作用，能够实现对金纳米棒的氧化，但氧化速率低。在波长为320～340nm的近紫外光照射下，金纳米棒的导带中金原子可以通过带间跃迁激发内层电子形成热电子，能够促进氧化速率，因此金属SPR效应和热电子效应的结合增
加了金纳米棒的氧化速率，实现了氧化金纳米棒。由于在金纳米棒两端场增强效应比较明显，氧化会优先发生在金纳米棒沿纵向的两端，所以通过控制近紫外和/或可见光的光强、照射时间等参数能够实现控制金纳米棒的长度，同时保持其直径不变。
[0008]本专利技术提供的调控金纳米棒长度的方法中，金纳米棒可以是现有技术中已知的任何方法制备，金纳米棒分散液可以是制备金纳米棒的初始金纳米棒溶液，也可以是将制备得到的金纳米棒从初始金纳米棒溶液中离心分离，再复溶到超纯水中。
[0009]优选地，所述光源为波长在300～600nm的近紫外光和/或可见光。
[0010]当近紫外光和可见光共同照射时，金属SPR效应和热电子效应结合作用，能够快速实现近紫外和可见光氧化金纳米棒。
[0011]进一步地，所述金纳米棒分散液的吸光度为0.06～0.25。
[0012]吸光度为溶液吸收的光量，对金纳米棒分散液进行紫外可见吸收光谱检测，从紫外可见吸收光谱图中读取金纳米棒纵向表面等离子体共振峰对应的吸光度，吸光度与样品浓度呈线性正比关系，随着金纳米棒分散液吸光度的增加，金纳米棒的氧化速率随之下降。
[0013]进一步地，所述光源的光强为80～150μw/cm2。
[0014]光强过低氧化速率低，反应时间长；光强过高会带来更加明显的热效应，导致金纳米棒消融，与氧化金纳米棒的过程发生串扰，金纳米棒的直径发生变化。
[0015]优选地，所述光源的光强为130μw/cm2。
[0016]进一步地，所述金纳米棒分散液依照如下方法制备：
[0017]P1.晶种溶液制备：以氯金酸、硼氢化钠、表面活性剂为原料制备金纳米棒晶种溶液；
[0018]P2.生长溶液制备：以氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂为原料制备金纳米棒生长溶液；
[0019]P3.金纳米棒分散液制备：往P2的生长溶液中加入P1的晶种溶液，混合均匀后静置3～18h使化学生长反应达到平衡，得到所述金纳米棒分散液。
[0020]具体地，金纳米棒分散液的制备方法中所述表面活性剂为阳离子表面活性剂氯化季铵盐和/或溴化季铵盐。
[0021]具体地，所述氯化季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种。
[0022]具体地，所述溴化季铵盐为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种。
[0023]具体地，金纳米棒分散液的制备方法中所述步骤P2中还原剂为抗坏血酸、柠檬酸或盐酸羟胺中的一种或几种。
[0024]具体地，金纳米棒分散液的制备方法中所述步骤P1中氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵和硼氢化钠的摩尔比为1：(200～400)：(2～20)。
[0025]具体地，金纳米棒分散液的制备方法中所述步骤P2中氯金酸与硝酸银的摩尔比为(3～12)：1。
[0026]具体地，金纳米棒分散液的制备方法中所述步骤P2中氯金酸与抗坏血酸的摩尔比为1：(1～3)。
[0027]具体地，所述金纳米棒分散液的制备方法如下：
[0028]P1.晶种溶液制备：将氯金酸(HAuCl4·
3H2O)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以水为溶剂混合在玻璃容器中，通过倒置轻轻混匀得到混合溶液，将硼氢化钠加入到混合溶液中，快速颠倒混匀制得晶种溶液，将置于玻璃容器中的晶种溶液保持在25～30℃的恒温水浴中2～3h；
[0029]P2.生长溶液制备：将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硝酸银(AgNO3)溶液依次加入试管中混匀得到混合溶液，将抗坏血酸(AA)加入到混合溶液中制得生长溶液，此时混合溶液由棕黄色变为无色；
[0030]P3.金纳米棒分散液制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控金纳米棒长度的方法，其特征在于，采用波长在300nm以上包括320～340nm和/或530～700nm的光强在50μw/cm2以上的光源对金纳米棒分散液进行照射。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述光源为波长在300～600nm的近紫外光和/或可见光。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述金纳米棒分散液的吸光度为0.06～0.25。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述光源的光强为80～150μw/cm2。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述光源的光强为130μw/cm2。6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述金纳米棒分散液依照如下方法制备：P1.晶种溶液制备：以氯金酸、硼氢化钠、表面活性剂为原料制备金纳米棒晶种溶液；P2.生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婉怡，徐韩昆，李阳，朱琳，张子佳，潘维晟，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：