[發明專利]2-氨基乙硫醇調控合成不同尺寸納米金復合材料的方法

在審

• 申請號: 201510823297.6
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105458282A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 張穎;滕小波;姜春閣
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/02
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

技術領域

本發明屬于不同尺寸納米金復合材料的合成技術領域，具體涉及一種利用2- 氨基乙硫醇調控合成不同尺寸納米金復合材料的方法。

背景技術

不同尺寸和形態納米粒子的合成一直受到廣泛關注，金納米粒子由于其尺寸和 形態可依賴的物理化學性質而受到廣泛研究，使其在光電、催化、電子以及生物醫 藥領域具有潛在的應用前景。

通常情況下，可用檸檬酸鈉或功能分子(如表面活性劑和高分子等)調控納米 金粒徑和形態。例如，檸檬酸鈉慢速還原四氯合金酸法，通過改變條件(檸檬酸鈉 與四氯合金酸的比例、溶液pH、溶劑等)可一步合成粒徑為5～30nm的金納米 粒子，但合成一般需要在高溫(90～100℃)下進行。若合成較大尺寸的納米金粒 子，一般采用種子生長法。種子生長法可有效控制形成金納米粒子的成核和生長過 程，從而控制金納米粒子的形態和尺寸，NeusG.Bastus小組(Langmuir,2011，27， 11098-11105)利用檸檬酸鈉種子法合成納米金粒徑為20～200nm，但此方法操作 過程較復雜，反應溫度較高(90℃)；ChristophZiegler(J.Phys.Chem.C2011,115, 4502-4506)通過種子生長法，使用弱還原劑抗壞血酸及穩定劑檸檬酸鈉，獲得尺 寸可達300nm左右的金納米粒子，但此操作步驟復雜，需分步得到較大粒徑的金 納米粒子，且合成過程前軀體及還原劑的比例用量較難控制。

選擇功能分子(如十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮等)也可以調控納 米金粒徑和形態，例如MurphyandLiz-Marzan(Langmuir,2006,22,7007-7010)利 用抗壞血酸為還原劑、表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨為穩定劑，通過種子生長 法合成粒徑可達180nm的納米金粒子，雖然此方法合成的納米金分散性較好，但 由于其表面修飾的表面活性劑分子的限制作用使納米金很難被進一步修飾。為減少 合成過程中的反應步驟，YadongYin小組(Nanoscale,2012,4,2875–2878)通過一 步合成法，先利用KI作為配體對金粒子進行配位，有效降低金鹽的還原電勢，利 用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為穩定劑，抗壞血酸作為弱還原劑，可以獲得粒徑在 10～200nm范圍的金納米粒子，但此方法仍需在金種子合成基礎上，步驟繁瑣， 且由于表面修飾的高分子對納米金的功能利用帶來一定影響。

另外，帶有巰基官能團的化合物也可有效控制金納米粒子粒徑形態，Wenchao Ding(RSCAdv.,2014,4,22651–22659)利用谷胱氨肽對四氯合金酸溶液進行修飾， 再通過檸檬酸鈉還原，合成得到粒徑為1～3nm的金納米簇；SivaRamaKrishna Perala(Langmuir2013,29,9863-9873)則利用烷基硫醇化合物穩定修飾四氯合金 酸溶液，再通過硼氫化鈉還原，獲得粒徑1～2nm的金納米簇。通過分析國內外相 關研究結果發現，利用巰基類化合物合成較大粒徑的金納米粒子少有報道，JialiNiu 和TaoZhu(Nanotechnology,2007,18,325607-325613)以巰基丁二酸為還原劑， 合成15nm的金納米粒子為種子，通過調控種子溶液與巰基丁二酸的比例合成得 到粒徑為30～150nm的金納米粒子，但此方法需在合成納米金種子基礎上進行， 仍要多步實現對納米金粒徑的調控。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于改變傳統通過檸檬酸鈉種子法合成大尺寸納 米金的方法，提供一種操作簡單，只通過簡單調節2-氨基乙硫醇的用量，室溫條 件下合成不同尺寸納米金復合材料的方法。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：將聚(苯乙烯)/聚(丙烯酸)核-殼型微凝 膠均勻分散于二次蒸餾水中，配制成0.5～1.0g/L的微凝膠分散液；將0.85mmol/L 的四氯合金酸水溶液與0.032～0.18mol/L的2-氨基乙硫醇水溶液混合均勻，所得 混合液加入到微凝膠分散液中，在氮氣保護下室溫攪拌5～10小時，加入8.0 mmol/L的檸檬酸鈉水溶液，攪拌10～30分鐘，再加入0.028mol/L的硼氫化鈉水 溶液，攪拌1～2小時后避光靜置3～5天，其中2-氨基乙硫醇水溶液與四氯合金 酸水溶液、微凝膠分散液、檸檬酸鈉水溶液、硼氫化鈉水溶液的體積比為 1:4:7:2:2，反應產物經無水乙醇離心洗滌、冷凍干燥，得到粒徑為10～180nm的 納米金復合材料。