还原法制备纳米金溶胶

2020/6/7,1,还原法制备金纳米材料,wsw100420098,2020/6/7,2,概述,贵金属胶体在光学材料、光催化、微电极反应、贵金属浆料,生物工程及医药、催化工业和微电子工业等方面有很大的应用。例如：纳米金颗粒以其良好的稳定性、小尺寸效应、表面效应、光学效应以及独特的生物亲和性，在许多领域显示出了潜在的应用价值。,2020/6/7,3,纳米粒子制备方法,2020/6/7,4,液相氧化还原法,原理：在稳定剂存在的条件下，往金属离子溶液中加入氧化剂或都还原剂，使金属单质析出，并均匀地分散在稳定剂中，再选择适当的载体将其附载下来。稳定剂的作用1：1.包覆在反应生成的颗粒表面，使制得的粒子稳定存在。2.限制和控制粒子的尺寸。通过改变稳定剂的用量及氧化剂或还原剂的用量来控制粒子的尺寸。,2020/6/7,5,还原法制备金纳米材料,原料金属离子溶液：氯金酸（HAuCl4)；稳定剂：聚乙烯吡咯烷酮（PVP），柠檬酸钠，烷基胺（如C18NH2），硫醇等；还原剂：硼氢化钠2，草酸，HEPES缓冲溶液等。,2020/6/7,6,例1：保护还原法制备纳米金溶胶3,主要试剂：HAuCl4、草酸、氨水、PVP（K30）。制备：1.在HAuCl4和PVP混合溶液中滴入Na2C2O4；2.在Na2C2O4和PVP混合溶液中滴入HAuCl4。,2020/6/7,7,影响金纳米颗粒大小的因素,影响金纳米颗粒的大小有：加入方式，溶液pH值，保护剂用量，还原剂用量，搅拌速度等。1.加入方式采用第一种加入方式得到的金纳米颗粒比较小。,2020/6/7,8,2.pH值的影响,图1pH值与金纳米颗粒的关系,pH小于4时基本上不反应。pH大于6时，得到的颗粒过大，一般是一些团聚体。pH选择4-5比较适宜。,2020/6/7,9,3.保护剂的用量,图2保护剂/Au质量对粒度影响,当保护剂与金质量比为1:1时，得到的纳米金的粒度较小，此时保护剂能使金颗粒很好地包覆。保护剂用量过少：不能有效地将金颗粒包覆，使金颗粒相互粘结合颗粒变大。保护剂用量过大：很可能由于过剩的保护剂间相互粘结，带动金属颗粒之间相互团聚。,2020/6/7,10,4.还原剂的用量,图4还原剂/Au质量对粒度的影响,当还原剂与金质量比值为3:1时为较佳的条件。其比值大于3时对于粒度的影响不大。理论上，还原剂与金的质量比约为1:1.5时为等当量反应，但是过量的草酸钠可以起到一定的保护剂的作用，所以一般加入过量的保护剂。,2020/6/7,11,例2：HEPES缓冲溶液中制备纳米金颗粒4,主要试剂：HEPES缓冲溶液，PVP，HAuCl4。HEPES（N-(2-羟乙基)哌嗪-N-2-乙烷磺酸）是一种氢离子缓冲剂，同时在反应中可以作为还原剂和稳定剂。使用PVP作为表面活性剂能得到粒径分布较窄的单分散球形金纳米颗粒。,2020/6/7,12,制备方法,样品a：往HAuCl4溶液滴入HEPES缓冲溶液。样品b：往HAuCl4溶液中滴入含有PVP的HEPES缓冲溶液。样品c：往HAuCl4溶液中滴入含有PEG的HEPES缓冲溶液。,2020/6/7,13,由于HEPES内含有哌嗪环可以产生N自由基，通过吸附作用能有效阻止金晶核长大以及颗粒间团聚现象的发生，可以得到单分散球形纳米金溶胶颗粒。在PVP存在的条件下，可以得到大小均一，粒径分布范围窄，且稳定性好的纳米金颗粒而在PEG存在的条件下得到了团聚的纳米金颗粒,2020/6/7,14,液相氧化还原法优点：制备的金纳米颗粒最小可达几纳米，操作简单，容易控制。缺点：缺点是反应后所得到的金纳米颗粒不易转移和组装，而且容易包含杂质。,2020/6/7,15,参考文献,1姚玉峰.憎水性纳米金的制备、表征与形貌控制D.江苏：扬州大学.2谢娟,王延吉,李艳廷,赵新强,魏雨.粒径可控纳米金的制备及表征J.黄金.2008,29(7):3-6.3兰新哲,金志浩,赵西成,苟林峰.保护还原法制备纳米金溶胶J.稀有金属材料与工程,2003,2