[发明专利]常温下金纳米粒子的合成方法

说明书

本发明公开了常温下金纳米粒子的合成方法，包括以下步骤：以双氧水预处理柠檬酸钠，得到的预处理液与氯金酸水溶液混合，在常温下搅拌，反应，得到金纳米粒子。本发明的常温下金纳米粒子的合成方法，在常温常压下即可反应，无需加热，安全性高，实现了常温下柠檬酸钠还原氯金酸生成金纳米粒子的目的；并且采用的氧化剂和还原剂均属于绿色试剂，采用的预处理剂为双氧水，分解产物为水和氧气，溶剂为水，无论是反应物还是产物均不污染环境，绿色环保。

技术领域

本发明涉及金纳米粒子的合成技术领域，具体涉及一种常温下金纳米粒子的合成方法。

背景技术

纳米技术是以小结构或小尺寸材料为研究对象的一种技术。通常，研究人员将纳米的尺寸范围定义为从亚纳米到几百个纳米。纳米材料往往表现出与大块材料截然不同的物理性能，这些性能具有潜在的应用价值，部分纳米材料已经得到实际应用。纳米材料的应用基于以下特点，小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。为了进一步拓展纳米材料在各领域的应用，纳米材料的合成成为纳米技术的首要基础。

对于纳米材料的合成工艺，可以按照多种方式进行分类。按生长介质，可分为气相生长，液相生长，固相生长以及混合生长等。按合成方式，可分为自下而上和自上而下两种。按加工类别，可以分为物理方法和化学方法两大类。其中，物理方法主要包括，蒸发冷凝法，物理破碎法，非晶晶化法，等离子体淀积法，溅射法等。化学方法主要包括溶胶凝胶法，微乳液法，介孔模板法，金属醇盐水解法，化学沉淀法，化学氧化还原法等。

对于以上不同的合成工艺，通常都有其一定的优势和局限性。在化学领域，通过氧化还原，使高价态的金属盐在还原剂作用下，还原为零价态的金属，并通过控制(增加表面活性剂、改变浓度、改变溶剂、更换前驱物和还原剂种类、改变温度和压力等)，形成一定尺寸和形貌的纳米结构。此基于氧化还原法的纳米材料合成工艺，已经得到深入研究，并得到广泛应用。

金纳米粒子的合成方法众多，常用的化学氧化还原法主要是将高价态的贵金属盐还原成零价的金属。在还原过程中通过调节内部和外部两方面的因素，控制合成纳米粒子的尺寸、形貌及排列方式。内部因素，包括贵金属盐和还原剂的种类、浓度等。外部因素，包括在反应中的添加剂、反应温度、外界压力、溶剂种类、搅拌速度、试剂添加顺序、以及反应所处的宏观环境，比如强光、磁场、对流、超声等。

Turkevich-Frens法是目前最常用的制备金纳米粒子的方法。该方法历史悠久，且所用的试剂相对绿色环保，合成的工艺也相对简单。该方法由Turkevich于1951年首创，并在1973年由Frens改进。该方法是在沸腾的水溶液中以柠檬酸钠作为保护剂和还原剂，还原氯金酸，形成金纳米粒子。但是该方法具有诸多缺点，需要在高温下进行反应，必须先要将溶液煮沸。这就需要反应液在油浴环境中，不仅需要高温加热设备，而且还需要搭建冷凝回流装置，同时因设备在加热，且反应时在通冷凝水，因此还需要实验人员值守，以防出现安全问题。同时，整个过程从加热、反应到冷却耗时较长。此外，实验完成后，反应所用的烧瓶因浸泡了硅油而较难清洗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够在常温下进行的金纳米粒子的合成方法，该合成方法在常温常压下即可反应，无需加热，安全性高，实现了常温下以柠檬酸钠还原氯金酸生成金纳米粒子的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种常温下金纳米粒子的合成方法，包括以下步骤：

以双氧水预处理柠檬酸钠，得到的预处理液与氯金酸水溶液混合，在常温下搅拌，反应，得到金纳米粒子。

本发明中，通过双氧水预处理柠檬酸钠，使柠檬酸钠部分反应，并使其在常温下具有还原性，从而实现了常温下以柠檬酸钠还原氯金酸生成金纳米粒子的目的。