[發明專利]一種利用硫醇可控合成納米金溶膠的方法

在審

• 申請號: 201710327251.4
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107020391A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 成漢文;陳浩天;翟森茂;錢爽;馬林燕;羅謹
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 楊軍

技術領域

本發明屬于材料合成技術領域，具體地說，涉及一種利用硫醇可控合成納米金溶膠的方法。

背景技術

很多研究均表明納米粒子表面性能的開發與其粒徑單分散性密切相關，這種相關性對于探索它們的化學、生物分析、生物醫學、光學以及在電子、光學和化學/生物學性質方面的納米技術很重要。在水溶液中使用晶種制備金納米顆粒的合成方法已多次被報道過。例如，在檸檬酸鹽作為封端劑的存在下，通過金鹽還原法制備的金晶種。而在種子生長中，生長機制的基本認識是在室溫下通過檸檬酸鹽或羥胺作為還原劑在較小的納米顆粒的表面上還原Au(III)。這種類型的生長機制已經被用來考慮在痕量銀離子存在下合成Au納米棒(20-100nm)。

雖然已有多種合成金納米顆粒的方法，但是在一定尺寸范圍內如何實現尺寸、形狀和單分散性的控制的之詳細機理仍缺乏理解。在有機相合成納米粒子的報道也在增多，究其原因是有機相能在納米粒子表面形成保護層，起到抑制納米粒子過度生長的目的。但是不同種類的有機相之使用濃度對納米粒子大小的精確控制以及尺寸的單分散性等方面的影響還有待摸索。

發明內容

針對以上問題，本發明利的目的在于提供一種利用硫醇可控合成納米金溶膠的方法，可以實現20納米以下的金粒子的可控合成。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為如下。

本發明提供一種利用硫醇可控合成納米金溶膠的方法，具體步驟如下：

(1)制備金種子

首先四辛基溴化銨在甲苯中形成有機相，然后加入金前驅劑四氯金酸，再加入烷基硫醇，最后加入還原劑，攪拌得到置換掉四辛基溴化銨采用烷基硫醇組裝在粒子表面的粒徑在1～3納米的金種子/甲苯溶液；

(2)可控合成不同尺寸的納米金溶膠

在上述金種子/甲苯溶液中，加入上述同種烷基硫醇，以及四氯金酸溶液，在147±2℃的溫度下反應50～60min，得到6～20納米的金溶膠。

本發明中，步驟(1)中，四辛基溴化銨、四氯金酸、烷基硫醇和還原劑的質量比為(200～300)：(150～200)：1：(20～30)。

本發明中，步驟(1)中，還原劑為硼氫化鈉。

本發明中，步驟(1)和步驟(2)中的烷基硫醇的質量比為1:780～1：3725；步驟(1)和步驟(2)中四氯金酸的質量比為14：1～18：1。

本發明中，烷基硫醇選自CH₃(CH2)₇SH、CH₃(CH2)₈SH、CH₃(CH2)₉SH、CH₃(CH2)₁₀SH或CH₃(CH2)₁₁SH中鏈長度在1～2個納米長度范圍的分子的任意一種。

本發明中，烷基硫醇為CH₃(CH2)₉SH。

和現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明技術方案簡單，可實現納米金溶膠的可控合成，其對納米技術領域中納米粒子表面控制劑的選擇及納米粒子的可控制備具有重要的指導意義。

附圖說明

圖1為以2.5納米金種子為基礎，通過變化不同濃度的硫醇，得到不同尺寸的大粒子時獲得的粒徑與硫醇的相關性圖。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明的技術方案做進一步的描述，但本發明并不限于下述實施例。

本發明各實施例中所用的各種原料，如無特殊說明，均為市售。

實施例1

利用硫醇加熱法合成15納米金粒子的制備及表征：

(1)2.5納米金種子的制備：

首先3.0克的四辛基溴化銨在160毫升的甲苯中形成有機相，然后加入.1.92克的反應劑四氯金酸50毫升，再加入11mg的癸硫醇，最后加入還原劑25毫升的0.38克硼氫化鈉溶液，攪拌12小時，得到硫醇置換掉四辛基溴化銨進而組裝在粒子表面的金種子(2.5納米)，分散在甲苯溶液中；

(2)不同濃度的硫醇控制金種子長大

在上述235毫升的金種子/甲苯溶液中，加入癸硫醇8.60g(體系中0.21摩爾/升)，即10毫升純癸硫醇，以及反應劑四氯金酸溶液112mg(體系中0.0014摩爾/升)，在147℃下通過回流冷凝反應維持一個小時。利用掃描電鏡表征確定得到～15納米的納米金溶膠。

實施例2