[发明专利]2-氨基乙硫醇调控合成不同尺寸纳米金复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于不同尺寸纳米金复合材料的合成技术领域，具体涉及一种利用2- 氨基乙硫醇调控合成不同尺寸纳米金复合材料的方法。

背景技术

不同尺寸和形态纳米粒子的合成一直受到广泛关注，金纳米粒子由于其尺寸和 形态可依赖的物理化学性质而受到广泛研究，使其在光电、催化、电子以及生物医 药领域具有潜在的应用前景。

通常情况下，可用柠檬酸钠或功能分子(如表面活性剂和高分子等)调控纳米 金粒径和形态。例如，柠檬酸钠慢速还原四氯合金酸法，通过改变条件(柠檬酸钠 与四氯合金酸的比例、溶液pH、溶剂等)可一步合成粒径为5～30nm的金纳米 粒子，但合成一般需要在高温(90～100℃)下进行。若合成较大尺寸的纳米金粒 子，一般采用种子生长法。种子生长法可有效控制形成金纳米粒子的成核和生长过 程，从而控制金纳米粒子的形态和尺寸，NeusG.Bastus小组(Langmuir,2011，27， 11098-11105)利用柠檬酸钠种子法合成纳米金粒径为20～200nm，但此方法操作 过程较复杂，反应温度较高(90℃)；ChristophZiegler(J.Phys.Chem.C2011,115, 4502-4506)通过种子生长法，使用弱还原剂抗坏血酸及稳定剂柠檬酸钠，获得尺 寸可达300nm左右的金纳米粒子，但此操作步骤复杂，需分步得到较大粒径的金 纳米粒子，且合成过程前躯体及还原剂的比例用量较难控制。

选择功能分子(如十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮等)也可以调控纳 米金粒径和形态，例如MurphyandLiz-Marzan(Langmuir,2006,22,7007-7010)利 用抗坏血酸为还原剂、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为稳定剂，通过种子生长 法合成粒径可达180nm的纳米金粒子，虽然此方法合成的纳米金分散性较好，但 由于其表面修饰的表面活性剂分子的限制作用使纳米金很难被进一步修饰。为减少 合成过程中的反应步骤，YadongYin小组(Nanoscale,2012,4,2875–2878)通过一 步合成法，先利用KI作为配体对金粒子进行配位，有效降低金盐的还原电势，利 用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为稳定剂，抗坏血酸作为弱还原剂，可以获得粒径在 10～200nm范围的金纳米粒子，但此方法仍需在金种子合成基础上，步骤繁琐， 且由于表面修饰的高分子对纳米金的功能利用带来一定影响。

另外，带有巯基官能团的化合物也可有效控制金纳米粒子粒径形态，Wenchao Ding(RSCAdv.,2014,4,22651–22659)利用谷胱氨肽对四氯合金酸溶液进行修饰， 再通过柠檬酸钠还原，合成得到粒径为1～3nm的金纳米簇；SivaRamaKrishna Perala(Langmuir2013,29,9863-9873)则利用烷基硫醇化合物稳定修饰四氯合金 酸溶液，再通过硼氢化钠还原，获得粒径1～2nm的金纳米簇。通过分析国内外相 关研究结果发现，利用巯基类化合物合成较大粒径的金纳米粒子少有报道，JialiNiu 和TaoZhu(Nanotechnology,2007,18,325607-325613)以巯基丁二酸为还原剂， 合成15nm的金纳米粒子为种子，通过调控种子溶液与巯基丁二酸的比例合成得 到粒径为30～150nm的金纳米粒子，但此方法需在合成纳米金种子基础上进行， 仍要多步实现对纳米金粒径的调控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于改变传统通过柠檬酸钠种子法合成大尺寸纳 米金的方法，提供一种操作简单，只通过简单调节2-氨基乙硫醇的用量，室温条 件下合成不同尺寸纳米金复合材料的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：将聚(苯乙烯)/聚(丙烯酸)核-壳型微凝 胶均匀分散于二次蒸馏水中，配制成0.5～1.0g/L的微凝胶分散液；将0.85mmol/L 的四氯合金酸水溶液与0.032～0.18mol/L的2-氨基乙硫醇水溶液混合均匀，所得 混合液加入到微凝胶分散液中，在氮气保护下室温搅拌5～10小时，加入8.0 mmol/L的柠檬酸钠水溶液，搅拌10～30分钟，再加入0.028mol/L的硼氢化钠水 溶液，搅拌1～2小时后避光静置3～5天，其中2-氨基乙硫醇水溶液与四氯合金 酸水溶液、微凝胶分散液、柠檬酸钠水溶液、硼氢化钠水溶液的体积比为 1:4:7:2:2，反应产物经无水乙醇离心洗涤、冷冻干燥，得到粒径为10～180nm的 纳米金复合材料。