金纳米粒子的制备方法

金纳米粒子的制备方法由于不同状态的纳米粒子的性质有较大的差异,故人们已经尝试很多方法用简单和多样的合成方法制备特定形貌和大小的金纳米粒子,如纳米线、纳米棒、纳米球纳米片和纳米立方。下面将介绍下目前合成金纳米粒子最常用的方法。1梓檬酸盐还原法目前在众多的合成金纳米粒子方法中,最方便的方法是还原Au的衍生物。很长的一段时间最流行的方法是在1951年Turkevitch提出的水溶液中用梓檬酸盐还原HAuCl4的方法,可得到20mn左右的金纳米粒子。金纳米粒子在水溶液中合成的方法主要分为三个步骤:第一,金的盐溶液在适当的溶液中分解;第二,在某种还原剂中还原金的盐溶液;最后,在稳定剂中合成稳定的金纳米粒子。目前,最流行的制备金纳米粒子的方法是在加热的条件下,在水溶液中用梓檬酸盐还原HAuCl4。对于这个方法,通过改变金的浓度和梓檬酸盐的浓度,可以制备出大量的平均粒度的金纳米粒子。2Brust-Schiffrin法:两相合成并通过硫醇稳定人们于1994年提出了合成金纳米粒子的Brust-Schiffrin方法。由于热稳定合成方法简单易行,在不到十年的时间内,此方法在所有领域都有重要的影响。金纳米粒子在有机溶剂中能分散和再溶解,并且没有不可逆的团聚或分解。作为有机分子化合物,它们能很容易的控制和功能化。Faraday的两相合成体系给予合成技术一定的启发,由于Au和S的软性质,这种方法便利用硫醇配体强烈绑住金。四正辛基溴化按作为相转移试剂将AuCV转移到甲苯溶液中,并用NaBH4在正十二硫醇中还原AuCLT。在NaBH4还原过程中,橙色相在几秒内向深棕色转变(图1):图1Au化合物在硫醇溶液中被还原,其Au纳米粒子表面被有机外壳所覆盖其反应机理如下:3其它含硫配体其它含硫配体已经用于稳定金纳米粒子,如黄酸盐和二硫化物等。二硫化物不如硫醇的稳定,但是在催化方面有明显的效果。同样,硫醚不能很好的约束金纳米粒子,但是Rheinhout团队利用聚硫醚就能很好的解决这个问题。另外,利用碘氧化以硫醇为包覆剂的金纳米粒子,使其分解为金的碘化物和二硫化物。Crook等人利用这一现象制备了以金纳米粒子为模版的环胡精的空心球。4微乳液,反向胶束,表面活性剂,细胞膜和聚合电解质类在有或是没有硫醇溶液的情况下,使用微乳液,共聚物胶束,反相胶束,表面活性剂,细胞膜和其它两亲物都是合成稳定的金纳米粒子重要探究领域。用表面活性剂合成的两相系统会引起微乳液或是胶束的形成,将金属离子从水相抽离到有机相,从而维持良好的微环境。表面活性剂的双重角色和硫醇与金纳米粒子的相互作用可以控制金纳米粒子或是纳米晶体的稳定和生长。聚合电解质也广泛用于金纳米粒子的合成。酸衍生的金纳米粒子的聚合电解质包覆剂己经通过带电的聚合电解质静电自组装得到了。5种子生长法种子生长法是另一种比较常用的方法。目前,较成功的研究表明,这种方法可以合成可控大小纳米粒子分散(10-15%)在5-40nm范围内,而且,纳米粒子的大小可以通过变化晶种和金属盐的比例来进行调控。此方法主要分成二步:第一步是用强还原剂还原Au3+为小的金纳米粒子;第二步是采用弱还原剂将Au3+还原为Au+,再与晶种混合,从而使Au+进一步变为金纳米粒子。此方法最大的优点是可以避免二次成核。6物理方法:光化学(UV、Near-IR)、声化学、辖射和热解紫外照射是能够证明金纳米粒子质量的另一种参数。近红外光照射能够证明用硫醇稳定的金纳米粒子的粒径生长。在少量2-丙醇中,超声波(200kHz)能控制AuCl4-水溶液中的还原速率,同时,通过调结溶液温度和反应器的配置等参数,可以调控纳米粒子的大小。声化学可以利用娃孔进行金纳米粒子的合成,也可以进行Au/Pd双金属粒子的合成。福射已经用于控制金纳米粒子的大小,或是在特殊自由基存在下合成。根据t福射可以检测金纳米粒子的形成机制。在气/液界面处,通过[AuCl(PPh3)]分解,可以得到金纳米粒子。在180℃，N2存在情况下,[C14H29-Me3N][Au(SC12H25)2]热解5小时,制备26nm的焼基组纯化的金纳米粒子。