一种金纳米花纳米粒子及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金纳米花纳米粒子及其制备方法，该金纳米花以柠檬酸钠还原法制得的金纳米粒子为种子，再通过加入乙醇胺来还原氯金酸，获得金纳米花纳米粒子。本发明专利技术通过对合成金纳米星的条件进行研究，用乙醇胺还原制备获得了金纳米花纳米粒子；该实验方法相对于常规的纳米粒子制备方法来说，具有原料易得、成本低廉、简单快速、无污染、无需表面活性剂及可控性较好等优点。本发明专利技术制得的金纳米花纳米粒子表面粗糙，为花状(或枝状)等星状结构，具有良好的近红外吸收能力，适合用于光热分析，成像分析，传感器等领域使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料合成领域，具体涉及一种金纳米花纳米粒子及其制备方法。
技术介绍
纳米材料因其独特的结构和理化性质而一直广受人们的关注，尤其是贵金属纳米粒子的制备与应用。贵金属纳米粒子的催化性质、光电性质、在生物/化学传感和非线性光学以及表面增强的拉曼散射(SERS)等方面潜在的应用使其受到了越来越多的关注。纳米粒子的性质很大程度上取决于它们的形状和大小,目前人们在纳米粒子的可控合成方面已经取得了很大的进展。当前表面粗糙的花状(或枝状)纳米粒子因其具有近红外消光特性和光热转换等功能使之成为生物医学界的研究焦点，纳米金粒子介导的近红外热疗、近红外光学成像及纳米金粒子作为药物载体的研究已展现出广阔应用前景。这些纳米粒子具有密实的核和粗糙的触角表面。这些纳米粒子一方面纳米花具有较大的比表面积,是理想的催化剂材料；另一方面纳米花表面的纳米触角使得在同一个纳米粒子表面具有很多个热点，纳米花粒子的种种优势特性使其受到从事科研工作者的追捧。鉴于纳米粒子及其复合材料独特的物理化学性质和巨大的应用价值，它们必将在生物医学、传感器、光电器件和催化等诸多领域有着广阔的应用前景。作为纳米材料的一种，花状纳米金，具有与其他纳米材料相比更加特殊的性质：荧光强，无毒，水溶性好等特点。花状纳米金不仅可以应用于汞离子和氰酸离子等毒性离子的检测，还可以在传感、成像等方面领域也有着较好的应用前景。发展新的方法和技术制备结构可控、性能优良的花状金纳米粒子及其复合材料对于推动基础理论科学研究和实际工业应用具有重要的意义。在实践中探索新的合成路线，探究微纳结构材料合成中关键的问题，开发纳米材料在各个领域中特别是生命科学领域中的应用发展，是材料化学及生命分析研究的主要内容之一。若能实现纳米材料的结构、形貌及表面性质的有效调控，不但可以实现材料性能的人工剪裁，还可以对材料结构与性能的关系进行系统深入的了解，这一点对纳米材料在生命分析领域的发展具有重要的现实意义。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的之一是提供一种金纳米花纳米粒子；目的之二是提供该金纳米花纳米粒子的制备方法。本专利技术以柠檬酸钠还原法制得的金纳米粒子为种子，通过加入不同量的乙醇胺来还原氯金酸，获得金纳米花纳米粒子，并以紫外、红外、电镜等检测手段来探索材料的结构。为解决达到上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：一种金纳米花纳米粒子，其特征在于，该纳米粒子的表面为花状结构。一种金纳米花纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)金纳米粒子种子的制备：首先将氯金酸溶液加入高纯水并进行水浴加热，再加入柠檬酸钠溶液，溶液的颜色由无色渐渐变红，即得到红色金纳米粒子种子；(2)金纳米花纳米粒子的制备：取上述制得的金纳米粒子种子并加入高纯水，水浴条件下磁力搅拌后加入乙醇胺，调节pH，继续水浴磁力搅拌，溶液颜色由浅红色变紫，再经紫蓝色变蓝，最终得到金纳米花纳米粒子成品。进一步地，上述步骤(1)的具体操作为：在三颈烧瓶中加入80-100ml高纯水和200-500μl氯金酸溶液，置于90℃以上水浴锅中，15～20min后加入柠檬酸钠溶液，并在水浴60～90℃进行合成反应，溶液的颜色由无色渐渐变红，8-15分钟后结束；将所得红色纳米金种子置于密闭玻璃容器中，以备下一步制备金纳米花纳米粒子。进一步地，上述步骤(2)的具体操作为：在反应瓶中加入高纯水和步骤(1)中金纳米粒子种子，在15-30℃水浴下磁力搅拌15～20分钟后加入乙醇胺；通过滴加少量氢氧化钠溶液调节pH；10-20分钟后转入40-70℃水浴中磁力搅拌；反应50-90min后，溶液的颜色从浅红色变紫，经紫蓝色变蓝，最终得到金纳米花纳米粒子成品。进一步地，上述步骤(1)中：所述氯金酸的浓度为0.5-2wt％；所述柠檬酸钠的浓度为0.5-1wt％。进一步地，上述步骤(2)中乙醇胺浓度为：1000-2400μg/L，体积为500-2000μl；金纳米粒子种子体积:100-300μl；pH：6-12；氢氧化钠浓度为0.5-1.0mol/L；高纯水体积为8-12mL。纳米金粒子介导的近红外热疗、近红外光学成像及纳米金粒子作为药物载体的研究已展现出广阔应用前景。本专利技术制备的金纳米花纳米粒子具有近红外消光特性和光热转换等功能，能够应用于发展生物感测器、纳米感测器、催化剂纳米元件或是纳米电化学以及相关生物学领域。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过对合成金纳米星的条件进行研究，用乙醇胺还原制备获得了金纳米花纳米粒子；该实验方法相对于常规的纳米粒子制备方法来说，具有原料易得、成本低廉、简单快速、无污染、无需表面活性剂及可控性较好等优点。本专利技术制得的金纳米花纳米粒子表面粗糙，为花状(或枝状)等星状结构，具有良好的近红外吸收能力，适合用于光热分析，成像分析，传感器等领域使用。附图说明图1为本专利技术中实施例1-5制得的金纳米花纳米粒子紫外光谱图；图2为本专利技术中实施例1制得的金纳米花纳米粒子紫外电镜图。具体实施方式实施例1：<1>金纳米粒子种子的制备在250mL三颈烧瓶中加入100mL高纯水及500μL 2wt％氯金酸溶液，至于90℃以上水浴锅中，15～20min后加入3mL 1wt％柠檬酸钠溶液，溶液的颜色由无色渐渐变红，并在水浴90℃进行合成反应，15min后反应结束；将所得红色金纳米粒子种子置于100mL密闭玻璃容器中，以备下一步制备金纳米花纳米粒子使用；<2>金纳米花纳米粒子的制备在20mL的反应瓶中加入10mL高纯水，加入第一步中制好的金纳米粒子种子100μL，在25℃水浴下磁力搅拌15～20分钟后加入500μL浓度为1000μg/L乙醇胺；通过滴加1.0mol/L氢氧化钠溶液调节pH为11，20min后转入65℃水浴中磁力搅拌，反应60min，溶液的颜色从浅红色变紫，经紫蓝色变蓝，获得金纳米花纳米粒子。实施例2：<1>金纳米粒子种子的制备在250mL三颈烧瓶中加入80mL高纯水及200μL 0.5wt％氯金酸溶液，至于90℃以上水浴锅中，15～20min后加入6mL0.5wt％柠檬酸钠溶液，溶液的颜色由无色渐渐变红，并在水浴60℃进行合成反应，10min后反应结束；将所得红色金纳米粒子种子置于100mL密闭玻璃容器中，以备下一步制备金纳米花纳米粒子使用；<2>金纳米花纳米粒子的制备在20mL的反应瓶中加入8mL高纯水，加入第一步中制好的金纳米粒子种子150μL，在15℃水浴下磁力搅拌15～20分钟后加入1000μL浓度为1500μg/L乙醇胺；通过滴加0.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH为8，10min后转入40℃水浴中磁力搅拌，反应50min，溶液的颜色从浅红色变紫，经紫蓝色变蓝，获得金纳米花纳米粒子。实施例3：<1>金纳米粒子种子的制备在250mL三颈烧瓶中加入90mL高纯水及300μL1wt％氯金酸溶液，至于90℃以上水浴锅中，15～20min后加入5mL0.7wt％柠檬酸钠溶液，溶液的颜色由无色渐渐变红，并在水浴70℃进行合成反应，12min后反应结束；将所得红色金纳米粒子种子置于100mL密闭玻璃容器中，以备下一步制备金纳米花纳米粒子使用；<2>金纳米花纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金纳米花纳米粒子，其特征在于，该纳米粒子的表面为花状结构。

【技术特征摘要】
1.一种金纳米花纳米粒子，其特征在于，该纳米粒子的表面为花状结构。2.权利要求1所述的金纳米花纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)金纳米粒子种子的制备：首先将氯金酸溶液加入高纯水并进行水浴加热，再加入柠檬酸钠溶液，溶液的颜色由无色渐渐变红，即得到红色金纳米粒子种子；(2)金纳米花纳米粒子的制备：取上述制得的金纳米粒子种子并加入高纯水，水浴条件下磁力搅拌后加入乙醇胺，调节pH，继续水浴磁力搅拌，溶液颜色由浅红色变紫，再经紫蓝色变蓝，最终得到金纳米花纳米粒子成品。3.如权利要求2所述的金纳米花纳米粒子的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)的具体操作为：在反应容器内中加入80-100ml高纯水和200-500μl氯金酸溶液，置于90℃以上水浴锅中，15-20min后加入柠檬酸钠溶液，并在水浴60～90℃进行合成反应，溶液的颜色由无色渐渐变红，8-15分钟后结束；将所得红色纳米金种子置于密闭玻璃容器中，以备下一步制备金纳米花纳米粒子。4.如权利要求2所述的金纳米花纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志辉，梁春杰，刘发，韦庆敏，
申请(专利权)人：玉林师范学院，
类型：发明
国别省市：广西;45