[发明专利]一种金纳米八面体的制备方法

说明书

本发明提供了一种金纳米八面体的制备方法，属于纳米材料技术领域。本发明针对现有技术存在的不足，提出了一种选用阳离子型表面活性剂聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)为保护剂和形貌控制剂，在以戊二醇(PD)为溶剂和还原剂的体系中，直接将氯金酸(HAuCl₄)在高温下一步还原合成金纳米八面体。本发明的特色在于采用阳离子型表面活性剂，体系中不引入其他任何新的化学成分和杂质离子。该方法操作简单方便，重复性和可控性好，制备合成的金纳米八面体单分散性好，颗粒尺寸分布均匀，并且能够合成多种不同尺寸高纯度的金纳米八面体。

技术领域

本发明涉及金纳米材料制备的技术领域，尤其涉及一种金纳米八面体的制备方法。

背景技术

特定形态结构的贵金属纳米材料由于其具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等使其物理化学性能完全异于常规块体材料。当前，此类材料在工业催化、光电子器件、生物传感、成像等方面有着广阔的应用前景。本发明中关注的金纳米材料是贵金属纳米材料中的重要一类。到目前为止，多种形貌的金纳米颗粒已被成功制备合成，如：金纳米球、金纳米棒、金纳米线、金纳米双锥、金纳米片、金纳米多面体等等。相对而言，稳定制备高产率高纯度的金纳米八面体颗粒依旧是难题。Younan Xia研究小组、Hyunjoon Song研究小组、Hicham Fenniri研究小组等，发展改进了制备合成金纳米八面体的方法，其中主要围绕多元醇法及其改良方法展开。但是，这些制备方法均存在一些缺点，制备得到的金纳米八面体的尺寸均匀性差、产率不高、杂质较多等；制备过程中，常引入其他金属杂质离子(Ag⁺)或者需要金种，使得产物的纯度受到一定的影响，制备过程复杂化。

时至今日，金纳米八面体的简易且可操控稳定制备合成依旧是一个具有挑战性的工作，极大限制了其在各科技领域的应用。因此，高效稳定合成尺寸均匀、单分散性好、产率和纯度高的金纳米八面体对其实际应用具有非常重大的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种选用阳离子型表面活性剂聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)作为保护剂和形貌控制剂，在以戊二醇(PD)为溶剂和还原剂的体系中，高温下直接将氯金酸(HAuCl₄)一步还原合成金纳米八面体。本发明的特色在于采用阳离子型表面活性剂，不引入其他任何新的化学成分和杂质离子。该方法操作简单方便，重复性和可控性好，制备得到的金纳米八面体单分散性好，颗粒尺寸均匀，且能够合成多种不同尺寸的高纯度金纳米八面体。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种金纳米八面体的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、在室温下，将氯金酸的戊二醇(PD)前驱体液、阳离子型表面活性剂聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和大量戊二醇(PD)分别加入到反应容器中，混合搅拌均匀；

步骤二、接着，通过加热设备让反应过程保持在特定的恒定温度，反应特定的时间；

步骤三、最后，经离心提纯即可得到高纯度的金纳米八面体。

优选地，所述氯金酸的戊二醇(PD)溶液的摩尔浓度为20mM；所述聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的平均分子量为200000～300000；所述戊二醇(PD)为1,5-戊二醇，且纯度≥97％。