[发明专利]一种快速、低成本的金纳米粒子制备方法

说明书

本发明提供了一种快速、低成本的金纳米粒子制备方法。其具体步骤是：将氯金酸加入到食用油里，常温搅拌5分钟后，即可获得金纳米粒子。相对于其他制备方法，本发明制备不涉及复杂的化学反应体系而使用廉价安全的食用油，因此其制备成本大大降低。同时，在本发明的制备过程中，反应时间、反应温度、氯金酸浓度、食用油使用次数对最终纳米粒子的尺寸影响很小，因此制备过程不需要复杂的反应条件控制，便于工业生产。本发明制备的金纳米粒子导电性好，可在电子信息等行业广泛应用。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种快速、低成本的金纳米粒子制备方法。

背景技术

金纳米粒子在很多领域都有广泛应用，例如物质检测、电子线路、催化、光学器件等。金纳米粒子应用的第一步就是制备出合格的金纳米粒子。在以往的报道中，金纳米粒子主要通过使用氯金酸和一些还原剂在有机溶剂中反应来获得(Chem.Mater.2007，19，719-726；Chem.Mater.2011，23，3312-3317；Nano Lett.2016，16，617-623)。氯金酸的价格很高，化学药品和有机溶剂的价格也较高，这导致最终金纳米粒子的制备成本很高，极大影响了其应用。同时，这些报道的制备方法也需要较长的反应时间，不利于快速、大规模制备金纳米粒子。最后，有机溶剂和有机药品污染环境，其处理成本以及带来的反应环境污染对降低金纳米粒子制备成本、保护实验人员安全来说都不利。

为解决这些问题并推进金纳米粒子的应用，寻找简单、便宜、快速、无污染的金纳米粒子制备方法就很必要。

发明内容

本发明提供了一种快速、低成本、无污染的金纳米粒子制备方法。相对于以前的方法，本发明制备使用廉价安全的食用油，其制备成本、后处理成本均大大降低。更重要的是，本发明制备过程中，时间、温度、浓度对最终纳米粒子的尺寸影响很小，食用油可以反复使用，因此本发明金纳米粒子的制备不需要精确控制反应条件，这进一步降低了金纳米粒子的制备成本。这些有利条件使本发明金纳米粒子在价格上极具竞争优势，可在电子信息等行业广泛应用。详细制备过程为：

(1)取一定量的食用油加到一个容器中搅拌；

(2)然后将氯金酸加入到食用油中，搅拌至反应结束；

(3)静置后，将食用油倒去，接着清洗，获得纯净的金纳米粒子。

本发明所用食用油包含大豆油、玉米油、花生油、菜籽油、亚麻籽油、葡萄籽油、紫苏油、核桃油、杏仁油、沙棘油、月见草油、玻璃苣油、芝麻油、葵花籽油、棉籽油、小麻油、火麻油、胡麻油、油茶籽油、牡丹籽油、棕榈油、核桃油、椰子油、橄榄油等。使用时，可以是单独一种油，也可以是两种或两种以上的油的混合。所用容器包含玻璃瓶、不锈钢反应釜、玻璃反应釜、烧杯、锥形瓶等常规反应装置。将油加入到容器中后，开启搅拌。然后在保持搅拌的情况下，将氯金酸加入到油中，氯金酸立即溶解并开始有固体生成，溶液颜色由透明变为黑褐色；

反应时间、反应温度、氯金酸浓度、食用油使用次数对最终金纳米粒子的尺寸影响很小。在5-180分钟、10-150℃、0.01-0.30克氯金酸/20毫升油的范围内，获得的金纳米粒子的尺寸基本一样。同时，食用油使用次数对其尺寸基本没影响，在5次以内，获得的金纳米粒子的尺寸保持不变。最终金纳米粒子的尺寸介于300nm到700nm之间；

反应结束后，静置几分钟，金纳米粒子完全沉降到容器底部。将上层清液倾倒入一个瓶中，保存，留待下次使用。然后加入可溶解食用油的溶剂，搅拌几分钟后，将上层清液倾倒。重复几次这个过程，即可获得纯净的金纳米粒子；

本发明所用清洗食用油的溶剂为乙醇、异丙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或几种的混合；