[发明专利]具有表面增强拉曼活性的多枝表面的金微米晶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术。

背景技术

近年来，金属纳米粒子由于其新颖的光、电、热、催化等性能而引起了人们广泛关注。同时，纳米结构的物理和化学性质与其尺寸及形貌密切相关。迄今为止，合成球形金属纳米粒子被大量报道，而形貌控制的纳米材料的合成对材料科学家而言仍然是一个挑战。对于金属Au，一些研究小组已经用不同的化学方法合成了各种形貌的金纳米结构，如纳米棒、纳米线、纳米带、纳米/微米片、纳米多面体。最近，一系列表面多枝的Au纳米粒子被报道，引起了广泛的关注。这类多枝结构的纳米粒子被认为在表面增强拉曼散射和催化方面具有应用前景。然而，对该类Au纳米结构的应用方面的研究还很少(比如表面增强拉曼活性)，它们的合成方法也相对较复杂，并且较大尺寸(微米、亚微米)的该类Au纳米结构还少有报道  (Sau，T.K.；Murphy，C.J.Room Temperature，High-Yield Synthesis of Multiple Shapes of GoldNanoparticles in Aqueous Solution.J. Am.Chem.Soc.2004，126，8648.)。

发明内容

本发明提供一种具有表面增强拉曼活性的多枝表面的金微米晶的制备方法，该方法简单易行，得到的金微米晶体具有新颖的形貌、较大的尺寸和较高的表面增强拉曼活性。

本发明提供一种具有表面增强拉曼活性的多枝表面的金微米晶的制备方法，其步骤和条件如下：

在反应容器中配制1mM的HAuCl₄水溶液，磁力搅拌，然后向反应容器中滴加Na₂EDTA水溶液，HAuCl₄与Na₂EDTA的摩尔比为1∶10-1∶20，  在温度25℃-100℃，反应1-3小时，将所得沉淀离心分离，洗涤，得到具有表面增强拉曼活性的多枝表面的金微米晶。所述的反应温度优选25℃、50℃和100℃。

随着反应温度由25℃升高为100℃，产物表面的刺状凸起变得更短更小，产物由多刺表面的微米结构(25℃)变为单分散的多刺表面的微米球(50℃)和粗糙表面的微米球(100℃)。

本发明多枝表面的金微米晶的合成方法优点在于：

(1)首次采用乙二胺四乙酸二钠(Na₂EDTA)作为还原剂和形貌控制试剂，通过简单的一步法制备具有新颖形貌的金微米晶体。

(2)所制备的金微米晶体具有多枝状的表面，与同类多枝表面的金纳米粒子相比有新颖的表面形貌和较大的尺寸。

(3)我们研究了所合成的三种枝状表面的金微米晶体的表面增强拉曼活性，试验表明，我们合成的金微米晶体具有较强的表面增强拉曼活性，在分析领域具有应用价值。

附图说明

图1实例1制备出的产物的扫描电镜图。(a)为低放大倍数的图像；(b)为高放大倍数的图像。

图2实例2制备出的产物的扫描电镜图。(a)为低放大倍数的图像，插图为单个金微米球的高放大倍数的图像。(b)为金微米球截面的高放大倍数的图像。

图3实例3制备出的产物的扫描电镜图。插图为单个金微米球的高放大倍数的图像。

图4实例4制备出的产物的扫描电镜图。

图5实例5制备出的产物的扫描电镜图。

图6实例6制备出的产物的扫描电镜图。

图7实例4所测得的表面增强拉曼光谱图(曲线A、B、C分别对应与100℃、50℃、25℃的产物)。作为比较，我们做出了10^-5M 4-ATP和R6G吸附在表面相对光滑的金微米晶体上的表面增强拉曼光谱图(曲线D)。

具体实施方式

实施例1：

在圆底烧瓶中配制10ml 1mM的HAuCl₄水溶液，磁力搅拌，然后向反应器中滴加0.5ml 200mM的Na₂EDTA水溶液，HAuCl₄与Na₂EDTA的摩尔比为1∶10，反应温度设为25℃，反应3小时停止反应，将所得沉淀离心分离，洗涤，得到具有表面增强拉曼活性的多枝表面的金微米晶。进行扫描电镜表征，见附图1。

实施例2：

反应温度设为50℃，其他试验条件与实例1一致，得到具有表面增强拉曼活性的多枝表面的金微米晶。对所得产物进行扫描电镜表征，见附图2。

实施例3：