[發明專利]一種小尺寸金納米棒及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201410593758.0
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN105618730A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 喻學鋒;黃浩;唐思瑩
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，特別涉及一種小尺寸金納米棒及其制備方 法和應用。

背景技術

金納米棒是一種尺度從幾納米到上百納米的棒狀金納米顆粒，它具有突出 的表面等離子體共振吸收特性(SPR)，擁有橫向、縱向兩個SPR峰，周圍介質折 射率的改變會引起其SPR吸收峰位和強度的變化，可用在單分子、低濃度分子 與離子等的檢測。同時它具有良好的光熱效應，可將吸收的近紅外光轉化為熱 能。獨特的物理化學性質使金納米棒在光電子、傳感器、醫學成像和癌癥光熱 療法等領域正發揮著重要作用。

在金納米棒的縱橫比(縱向、橫向部分的長度比)一定時，金納米棒的尺 寸越小，發光效率高，擁有激光寫讀功率低、分辨率高等優勢，在用于激光熱 治療腫瘤時也具有發光亮度高、圖像分辨率高以及不損傷細胞的優勢。因此， 小尺寸金納米棒的制備極具現實意義。

現有金納米棒的合成方法有多種，主要包括電化學法、光化學法和晶種生 長法等。其中，目前廣泛應用的是Murphy等人提出的晶種生長法，但此方法操 作復雜、耗時長，影響金納米棒尺寸、長徑比和產率的因素多且復雜，并且對 金種子有較高的要求，限制了金納米棒的大規模制備。公開號為CN103722177A 的中國申請采用無種子一步法合成金納米棒，雖然該方法相對于晶種生長法操 作更簡便，但是該方法制得的金納米棒的直徑為50nm左右，直徑較大，在制備 過程中涉及到多次超聲操作，操作繁瑣，即使經過多次超聲操作，制得的金納 米棒分散性仍然較差。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提供了一種小尺寸金納米棒及其制備方法和應 用，本發明提供的小尺寸金納米棒單分散性好、尺寸均一，直徑在5-9nm，縱向 SPR峰與橫向SPR峰的吸收值之比為2.5-5.5。其制備方法操作簡單、耗時短、 重現性好，制備過程無需超聲。

本發明所述小尺寸金納米棒，指的是其直徑為5-9nm的金納米棒。

本發明第一方面提供了一種小尺寸金納米棒，所述小尺寸金納米棒的直徑 為5-9nm，所述小尺寸金納米棒縱向表面等離子體共振吸收峰(SPR)與橫向表 面等離子體共振吸收峰(SPR)的吸收值之比為2.5-5.5。

優選地，所述小尺寸金納米棒的直徑為5-8nm。

優選地，所述小尺寸金納米棒縱向表面等離子體共振吸收峰(SPR)覆蓋范圍 為700-1000nm。

本發明第一方面提供的小尺寸金納米棒尺寸較小，直徑為5-9nm，縱向SPR 峰位覆蓋范圍較寬，長度方向SPR峰與徑向SPR峰的吸收值之比較大，說明金 納米棒長徑比較大，有利于金納米棒更好地應用在制備光熱治療藥物、光學標 記藥物或制備傳感器中領域。

第二方面，本發明提供了一種小尺寸金納米棒的制備方法，包括以下步驟：

(1)、在氯金酸水溶液中加入十六烷基三甲基溴化銨水溶液和油酸鈉水溶 液，緩慢攪拌均勻，其中，氯金酸與十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為 1:(200-400)，氯金酸與油酸鈉的摩爾比為1:(2-20)；

(2)、向步驟(1)所得的溶液中，加入硝酸銀水溶液，并輕微晃動，其 中所述氯金酸與所述硝酸銀的摩爾比為(3.125-12.5):1；

(3)、向步驟(2)所得的溶液中，加酸調節反應體系pH為1-2，然后加 入弱還原劑溶液，再次輕微晃動，待溶液變為無色后，立即加入強還原劑溶液；

(4)、將步驟(3)所得的溶液在30-40℃恒溫箱中靜置，反應3-6h后得到 小尺寸金納米棒。

本發明利用陰、陽離子表面活性劑作為混合生長模板，供金納米棒生長， 通過兩者的相互作用，調節生長反應，進而實現無種子一步合成小尺寸金納米 棒，保證了制備的小尺寸金納米棒形貌大小一致。所用陽離子表面活性劑為十 六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，所用陰離子表面活性劑為油酸鈉。

本發明除了加入CTAB陽離子表面活性劑外，還使用陰離子表面活性劑油 酸鈉，通過兩種表面活性劑的相互作用，共同限制納米棒的維度調諧性(主要 是調節其直徑)，使其在特定方向上生長。同時在加入弱還原劑之前，由于陰 離子表面活性劑-油酸鈉含有雙鍵，可將部分三價金離子還原為一價金離子，以 利于小尺寸金納米棒的生長。

優選地，所用十六烷基三甲基溴化銨與油酸鈉的摩爾比為(20-100):1。