[发明专利]一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法

说明书

本发明公开了一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，包括步骤S1，在N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中加入氯金酸溶液、硝酸银水溶液、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为：4×10^‑5‑2×10^‑3mol/L，且混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂的摩尔浓度比为1：(0.2‑90)：(1‑1000)：(20‑1000)；步骤S2，将混合溶液在冰水浴中搅拌5‑10min，然后转移至20‑90℃的水浴中反应30‑120min，再经过离心洗涤，得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。在亲水体系中避免使用长链的强有机配体来合成表面易清除干净的单晶超细金银合金纳米线，该方法快速、简单，其制备得到的超细金银合金纳米线亲水、且稳定性好，表面容易清理干净。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域；具体涉及一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法。

背景技术

贵金属纳米材料，特别是金、银纳米材料，由于其独特的电子结构，出色的局域表面等离子体共振吸收及优异的生物相容性，使其在表面等离子体增强拉曼、光热治疗、生物成像、分子传感、催化、能量转换等领域有重要的应用。一维的纳米结构由于其独特的光、电性质受到大家广泛的关注，尤其是超细的金、银纳米线(直径﹤2nm)，具有大的纵横比和表面积在催化领域、纳米电子学以及分子传感有潜在的应用。

相比于其他合成方法，湿化学合成更有利，且方便大规模工业生产，然而许多在水溶液中合成金纳米线的方法，通常导致金纳米线有较大的直径(10-50nm)、低的产率或较长的反应时间。虽然也可以通过在水溶液中加入硼氢化钠快速还原金盐得到多孔的金纳米线气凝胶，但这些纳米线往往是多晶的，而且形貌尺寸不可控。

迄今为止最成功的合成超细的金纳米线是在油相中以油胺、油酸或者长链(C18)酰胺作为封端剂和模板导向剂来控制超细金纳米线的一维生长。如2008年夏，幼南课题组通过缓慢还原线性的OA-AuCl高分子链得到直径为1.8nm的超细金纳米线。同年杨培东课题组报道了通过Au+-油胺化合物作为模板合成了超细的金纳米线(1.6nm)，该类方法得到的超细金纳米线具有均一的形貌和超小的尺寸(直径﹤2nm)，但是纳米线表面存在强配位的封端剂难以移除是限制其广泛应用的巨大障碍，而且在移除了这种封端剂后金纳米线容易断裂很难保持其原有的形貌。

发明内容

本发明提供了一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法；在亲水体系中避免使用长链的强有机配体来合成表面易清除干净的单晶超细金银合金纳米线，该方法快速、简单，其制备得到的超细金银合金纳米线亲水、且稳定性好，表面容易清理干净。

本发明的技术方案是：一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，包括步骤S1，在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入氯金酸溶液、硝酸银水溶液、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为：4×10^-5-2×10^-3mol/L，且混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂的摩尔浓度比为1：(0.2-90)：(1-1000)：(20-1000)；步骤S2，将混合溶液在冰水浴中搅拌5-10min，然后转移至20-90℃的水浴中反应30-120min，再经过离心洗涤，得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中步骤S2中离心洗涤的转速为6000-18000r/min，时间为5-40min。

其中步骤S2中得到的超细金银合金纳米线的金银摩尔比为0.01-10。

其中步骤S1中的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物中的。

其中步骤S1中还原剂为抗坏血酸、二乙基羟胺、二乙胺或甲醛。