一种五重孪晶十面体AuNCs的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种五重孪晶十面体AuNCs的制备方法，包括以下步骤：制备金种子：在室温下，将CTAC、柠檬酸溶解于水中形成混合溶液，然后将HAuCl4添加到混合溶液中，混合均匀后注入NaBH4，然后将溶液加热至85～90℃并保持380～420min，然后冷却至室温后继续陈化1～3h，得到金种子；制备AuNCs：将HAuCl4加入到BDAC溶液中，混匀后再加入酸和AA水溶液得到生长液，最后将金种子加入到生长液中，在30℃恒温下生长不低20min后得到五重孪晶十面体AuNCs；制备条件温和，操作简单；通过控制硼氢化钠的浓度制备出具有孪晶缺陷的种子；表面活性剂CTAC的选择促进了热老化过程中的热力学成熟，有助于单晶种子向多晶转变；而生长液的pH值的调整可以控制五重孪晶十面体AuNCs形貌的变化。控制五重孪晶十面体AuNCs形貌的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种五重孪晶十面体Au NCs的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种金纳米材料的制备方法，尤其涉及一种五重孪晶十面体Au NCs的制备方法。

技术介绍

[0002]贵金属在催化、生物医学和能源环境等方面有着广泛的应用，其性能与其结构、形貌和尺寸密切相关，因而其可控制备成为当前的研究热点。其中，具有五重孪晶十面体结构的Au NCs中的孪晶倾向于在晶粒界面处产生并沿着某个晶向生长，得到的具有多重孪晶结构的纳米材料因其特殊的物理和化学性能，在晶体生长、生物诊断和表面等离激元光学等方面有着重要的应用。五重孪晶因其五重对称性，晶格结构明确，纵横比可调等特点，在可见红外光区表现出十分丰富的光学性质。具有五重孪晶十面体结构的Au NCs由于其独特的结构、光学、催化等性质，受到了众多领域科研人员的高度重视，对其可控制备的深入探讨，无论对其理论研究还是对其实际应用都具有十分重要的意义。Au NCs具有丰富的“热点”、“边缘”、“台阶”和“尖端”等结构，使Au NCs具有较高的表面增强拉曼散射(SERS)性能。为了充分利用Au NCs与形貌、尺寸相关的光学性质，能够实现制备条件温和、重复性制备出均匀稳定形貌的Au NCs方法是当前材料领域的迫切要求。
[0003]公告号为CN101357402B的专利文献公开一种十面体纳米金的合成方法，其方法中以聚乙烯基吡咯烷酮为包裹剂，N，N
’
—二甲基酰胺为还原剂，采用微波法控制合成的十面体纳米金的合成方法。在N，N
’
—二甲基酰胺中加入聚乙烯基吡咯烷酮，搅拌溶解；待聚乙烯基吡咯烷酮完全溶解后加入氯金酸，搅拌，得反应前驱体溶液；将反应前驱体溶液倒入微波反应罐，并装入微波加热器反应，将反应体系自然冷却至室温，离心使所合成的纳米金颗粒与聚乙烯基吡咯烷酮分离，清洗，得十面体纳米金产品。此方法中加热反应需要提供100～200℃的高温环境，制备成本较高，制备条件要求较高。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种制备条件温和且制备出的五重孪晶十面体Au NCs形貌稳定的制备方法。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种五重孪晶十面体Au NCs的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)制备金种子：在室温下，将CTAC(十六烷基三甲基氯化铵)、柠檬酸溶解于水中形成混合溶液，然后将HAuCl4添加到混合溶液中，混合均匀后注入NaBH4，然后将溶液加热至85～90℃并保持380～420min，然后冷却至室温后继续陈化1～3h，得到具有五重孪晶棱的金种子；
[0007](2)制备具有五重孪晶十面体AuNCs：将HAuCl4加入到BDAC(十八烷基苄基二甲基氯化铵)溶液中，混匀后再加入酸和AA(抗坏血酸)水溶液得到生长液，最后将金种子加入到生长液中，在30℃恒温条件下生长不低于20min后得到五重孪晶十面体AuNCs。
[0008]进一步地，步骤(1)中，所述CTAC、柠檬酸、HAuCl4和NaBH4的浓度比为277～278：27
～28：1：833～834。
[0009]进一步地，步骤(1)中，所述CTAC物质的量浓度为48～52mM。
[0010]进一步地，步骤(1)中，所述水和NaBH4溶液的体积比为28～29：1。
[0011]进一步地，步骤(1)中，所述NaBH4溶液浓度为45～55mM。
[0012]进一步地，步骤(2)中，所述生长液pH值低于2.2。
[0013]进一步地，步骤(2)中，酸为盐酸、硝酸、硫酸和醋酸的一种，酸主要用于调整生长液的pH值。
[0014]进一步地，步骤(2)中，所述BDAC、HAuCl4、HCl与AA的浓度比为9～10：2～3：1：10。
[0015]进一步地，步骤(2)中，所述BDAC物质的量浓度为91～95mM，优选的为93mM；HAuCl4物质的量浓度为35～36mM；其中优选HCl物质的量浓度为12M，20～24μL；所述BDAC、HAuCl4、HCl、AA和金种子溶液的体积比为100：1：0.2：0.75。
[0016]进一步地，步骤(2)中所述AA物质的量浓度为91～95mM。
[0017]有益效果：和现有技术相比，本专利技术具有以下显著的优点：
[0018]本专利技术制备五重孪晶十面体AuNCs的方法，AuNCs形貌稳定可控，制备条件温和，操作简单；通过控制硼氢化钠的浓度制备出具有孪晶缺陷的种子，硼氢化钠浓度比较低、体积较少，导致种子制备不成功，合适的硼氢化钠的浓度和体积，有助于种子的成功制备；表面活性剂CTAC的选择促进了热老化过程中的热力学成熟，有助于单晶种子向多晶转变；而生长液的pH值的调整可以控制最终五重孪晶十面体AuNCs形貌的变化。
附图说明
[0019]图1为实施例1的具有五重孪晶金种子的透射电镜(TEM)图；
[0020]图2为实施例1的具有五重孪晶金种子的紫外
‑
可见吸收光谱(UV
‑
Vis)图；
[0021]图3为实施例1的五重孪晶十面体AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0022]图4为实施例1的五重孪晶十面体AuNCs的TEM图；
[0023]图5为实施例1的五重孪晶十面体AuNCs的透射菊池衍射(TKD)图；
[0024]图6为实施例1的五重孪晶十面体AuNCs的X
‑
射线结晶粉晶衍射(XRD)图；
[0025]图7为实施例1的五重孪晶十面体AuNCs的UV
‑
Vis图；
[0026]图8为实施例2的五重孪晶十面体AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0027]图9为实施例3的五重孪晶十面体AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0028]图10为实施例4的五重孪晶十面体AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0029]图11为对比例1的AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0030]图12为对比例2的AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0031]图13为对比例3的AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0032]图14为对比例4的AuNCs的扫描电镜(SEM)图；
[0033]图15为对比例5的AuNCs的扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0035]本专利技术以下实例中，TEM图像：通过JEOL
‑
2100F(日本)的TEM在电压200KV下获得。
SEM图像：通过JSM
‑
7600F(日本，JEOL)的SEM获得。UV
‑
vis测试：通过Cary 60分光光度仪(Agilent，美国)获取UV
‑
vis光谱。XRD测试：通过(日本)的D/max 2500VL/PC衍射仪(日本)获得XRD结果，扫描范围为10
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五重孪晶十面体AuNCs的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备金种子：在室温下，将CTAC、柠檬酸溶解于水中形成混合溶液，然后将HAuCl4添加到混合溶液中，混合均匀后注入NaBH4，然后将溶液加热至85～90℃并保持380～420min，然后冷却至室温后继续陈化1～3h，得到具有五重孪晶棱的金种子；(2)制备具有五重孪晶十面体AuNCs：将HAuCl4加入到BDAC溶液中，混匀后再加入酸和AA水溶液得到生长液，最后将金种子加入到生长液中，在30℃恒温条件下生长不低20min后得到五重孪晶十面体AuNCs。2.根据权利要求1所述的五重孪晶十面体AuNCs的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述CTAC、柠檬酸、HAuCl4和NaBH4的浓度比为277～278：27～28：1：833～834。3.根据权利要求2所述的五重孪晶十面体AuNCs的制备方法，其特征在于，所述CTAC物质的量浓度为48～52mM。4.根据权利要求2所述的五重孪晶十...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆寅，李曹玉茜，戴志晖，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：