[发明专利]一种齿轮状金纳米颗粒的合成方法

说明书

本发明公开了一种齿轮状金纳米颗粒的合成方法，包括如下步骤：制备种子溶液，在10mL 0.1M的CTAC溶液中加入0.25mL 10mM的HAuCl₄，然后加入0.6mL 0.1M的冰冻NaBH₄，搅拌1‑5min，溶液由浅黄色变为深棕色，静置2h后，制备得到种子溶液；采用0.1M的CTAC溶液将种子溶液稀释至1000倍备用；齿轮状金纳米颗粒的合成，将500uL mL 10mM的HAuCl₄加入10mL 0.1M的CTAC原液中，搅拌均匀；加入60uL 1M的NaOH，混合均匀后，加入30uL 0.98M的H₂O₂，待溶液变为无色后，加入步骤S2的种子溶液稀释液25‑500uL，然后在室温下静置生长1h，制备得到齿轮状金纳米颗粒。本发明提供的齿轮状金纳米颗粒的合成方法，在碱性环境下合成，具有条件易控制、步骤简单、重复性高、反应时间短等优点，获得的齿轮状金纳米颗粒形状规则。

技术领域

本发明涉及金纳米材料制备技术领域，具体涉及一种齿轮状金纳米颗粒的合成方法。

背景技术

金纳米粒子是研究较早的一种纳米材料，目前已经在催化，光电子，生物医学等领域得到广泛的应用，金纳米粒子的性质往往与其尺寸及形貌相关，通过发展不同的合成方法已经得到纳米球、纳米立方体、纳米四面体、六方体、纳米盘、金字塔型纳米粒子、纳米棒、纳米线、纳米笼、纳米壳、纳米星等多种结构。金纳米粒子的性质受其形状和大小、以及表面吸附分子结构的影响，例如表面拉曼效应就与金纳米粒子的尺寸、形状及表面分子有关系。

目前报道的齿轮状金纳米颗粒的合成方法很少，齿轮状金纳米颗粒是一种较为复杂的纳米颗粒结构，通常复杂的金纳米结构合成工艺中需要引入AgNO₃等试剂，用于调控金纳米颗粒形状。然而，AgNO₃的添加量对最终的金纳米颗粒形状有很大的影响，实际中很难重复获得形状规则的金纳米颗粒；且该合成工艺操作步骤复杂。

鉴于此，本发明提供了一种简单快捷、易控制、重复性高的齿轮状金纳米颗粒的合成方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术缺陷，提供一种齿轮状金纳米颗粒的合成方法，具有条件易控制、步骤简单、重复性高、反应时间短等优点，获得的齿轮状金纳米颗粒形状规则。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种齿轮状金纳米颗粒的合成方法，包括如下步骤：

步骤S1，制备种子溶液：在10 mL 0.1M的CTAC溶液中加入0.25 mL 10mM的HAuCl₄，然后加入0.6 mL 0.1M的冰冻NaBH₄，搅拌1-5min，溶液由浅黄色变为深棕色，静置2 h后，制备得到种子溶液；

步骤S2，采用0.1M的CTAC溶液将种子溶液稀释至1000倍备用；

步骤S3，齿轮状金纳米颗粒的合成：将500uL 10mM的HAuCl₄ 加入10 mL 0.08-0.12M的CTAC原液中，搅拌均匀；加入60uL 1M的 NaOH，混合均匀后，加入18-42uL 0.98M 的H₂O₂，待溶液变为无色后，加入步骤S2的种子溶液稀释液25-500 uL，然后在室温下静置生长1h，制备得到齿轮状金纳米颗粒。

进一步地，齿轮状金纳米颗粒的平均粒径为43-127nm。

进一步地，齿轮状金纳米颗粒的粒径随种子溶液加量的减少而增大。

进一步地，齿轮状金纳米颗粒表面的齿轮数为2-9个。

进一步地，齿轮状金纳米颗粒表面的齿轮数随种子溶液加量的减少而增多。