[发明专利]五重孪晶金银合金颗粒及其制备方法以及五重孪晶金颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及五重孪晶金银合金颗粒及其制备方法以及五重孪晶金颗粒及其制备方法，具体地，涉及五重孪晶的十面体金银合金颗粒及其制备方法，类椭球体的五重孪晶金颗粒及其制备方法，全部晶面均为{110}晶面的五边形十二面体的五重孪晶金颗粒及其制备方法，部分晶面为{110}晶面的五边形星的五重孪晶金颗粒及其制备方法，部分晶面为{110}晶面的截角十面体的五重孪晶金颗粒及其制备方法。

背景技术

金纳米颗粒具有良好的光学和光电子学特性。它们在催化、生物传感等领域都具有非常重要的应用价值。由于金颗粒的物理化学特性随其形貌和尺寸的不同而变化，因此，金纳米颗粒的尺寸和形貌控制方法的研究已经成为贵金属纳米材料以及相关领域研究的前沿热点。

一般而言，金纳米颗粒的表面化学活性由其暴露的晶面类型决定。迄今为止，通过大量的合成方法研究，人们已经成功实现了低能面包裹的金纳米颗粒的控制制备。例如，由{111}类型晶面包裹的单晶四面体和八面体、五重孪晶十面体和多重孪晶二十面体金纳米颗粒的制备；由{100}类型晶面包裹的单晶立方体和长方体金纳米颗粒的制备。但是，与{111}、{100}类型晶面包裹的金纳米颗粒相比，由较高能量面{110}类型晶面包裹的金纳米颗粒的控制制备一直是一个难以实现的目标，因为在三种低指数面中，{110}类型晶面的表面能最高，即：γ{111}<γ{100}<γ{110}。Chad A.Mirkin研究小组在2011年成功合成了一种由{110}类型晶面包裹的二重孪晶的三角双锥金纳米颗粒（Michelle L.Personick,et al.Synthesis and Isolation of{110}-Faceted Gold Bipyramids and Rhombic Dodecahedra.J.AM.CHEM.SOC.2011,133,6170–6173）。但是，关于由{110}面包裹的五重孪晶金纳米颗粒却从未有过报道。因此，如何通过设计适当的合成条件，实现由{110}面包裹的五重孪晶金纳米颗粒的控制制备已成为未来金纳米材料在高性能催化以及高灵敏生物传感器等领域应用的关键。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的上述缺陷，提供五重孪晶的十面体金银合金颗粒及其制备方法，由五重孪晶的十面体金银合金颗粒制备类椭球体的五重孪晶金颗粒的方法及由该方法制备的类椭球体的五重孪晶金颗粒，并实现由类椭球体的五重孪晶金颗粒控制制备具有{110}晶面的五重孪晶金纳米颗粒。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种五重孪晶的十面体金银合金颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将氯金酸、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、水在N,N-二甲基甲酰胺中混合均匀，氯金酸、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、水和N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:0.5-1.5:2.9-3.7:2200-5600:12900-25900，并在搅拌条件下，将得到的混合液在110-130℃下反应0.5-1.5h。

第二方面，本发明提供了由上述方法制备而得的五重孪晶的十面体金银合金颗粒。

第三方面，本发明提供了一种五重孪晶金颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将氯金酸、权利要求2所述的五重孪晶的十面体金银合金颗粒、聚乙烯吡咯烷酮、水在N,N-二甲基甲酰胺中混合均匀，氯金酸、五重孪晶的十面体金银合金颗粒、聚乙烯吡咯烷酮、水和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.02-0.04:290-415:175-415:2770-5600，并在搅拌条件下，将得到的混合液在110-130℃下反应1-2h。

第四方面，本发明提供了由上述方法制备而得的类椭球体的五重孪晶金颗粒。

第五方面，本发明提供了一种五重孪晶金颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将氯金酸、权利要求4所述的类椭球体的五重孪晶金颗粒、聚乙烯吡咯烷酮、水在N,N-二甲基甲酰胺中混合均匀，氯金酸、类椭球体的五重孪晶金颗粒、聚乙烯吡咯烷酮、水和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.003-0.01:290-415:29-90:2770-5600，并在搅拌条件下，将得到的混合液在75-85℃下反应4-6h。

第六方面，本发明提供了由如上所述的方法制备而得的全部晶面均为{110}晶面的五边形十二面体的五重孪晶金颗粒。