[发明专利]一种利用表面覆盖剂控制金纳米粒子生长的方法

摘要

本发明涉及一种利用表面覆盖剂控制金纳米粒子生长的方法，包括以下步骤：首先在金纳米粒子表面组装上链烷醇类表面覆盖剂，然后借助表面活性剂以及还原剂，于高温条件下进行还原反应，利用链烷醇类表面覆盖剂在纳米粒子表面的强结合力，控制金纳米粒子的尺寸并抑制所需尺寸粒子的进一步生长，通过变化链烷醇类表面覆盖剂的链长度控制金纳米粒子生长的程度，通过表面活性剂提高生成的纳米粒子的单分散性，并通过表面表征手段确定纳米粒子的最终尺寸，从而确定出链烷醇类表面覆盖剂的链长度与粒子尺寸之间的相关性；本发明可以用于可控合成1‑20纳米的金纳米粒子，其对纳米粒子表面覆盖剂的设计与制备以及纳米粒子的可控生长具有重要意义。

主权项

一种利用表面覆盖剂控制金纳米粒子生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先在金纳米粒子表面组装上结合强度高的链烷醇类表面覆盖剂，然后借助表面活性剂以及还原剂，于高温条件下进行还原反应，利用链烷醇类表面覆盖剂在纳米粒子表面的强结合力，控制金纳米粒子的尺寸并抑制所需尺寸粒子的进一步生长，通过变化链烷醇类表面覆盖剂的链长度控制金纳米粒子生长的程度，通过表面活性剂提高生成的纳米粒子的单分散性，并通过表面表征手段确定纳米粒子的最终尺寸，进而确定出链烷醇类表面覆盖剂的链长度与粒子尺寸之间的相关性，具体步骤如下：1)癸硫醇(CH₃(CH₂)₉SH)覆盖金纳米粒子：将浓度为28‑35mM的HAuCl₄溶液，加入30‑35mM的四辛基溴化铵和甲苯形成有机相，再加入癸硫醇(CH₃(CH₂)₉SH)和硼氢化钠溶液，通过搅拌过夜得到癸硫醇(CH₃(CH₂)₉SH)覆盖的金纳米粒子，尺寸范围在1‑3纳米；2)癸硫醇(CH₃(CH₂)₉SH)覆盖金纳米粒子的进一步生长：在癸硫醇(CH₃(CH₂)₉SH)覆盖的金纳米粒子/甲苯溶液，加入浓度为1‑1.6mM的HAuCl₄溶液，以及固定浓度0.23M的烷基类硫醇(CH₃(CH₂)_nSH)，其n值范围为1‑17，所得混合物通过回流冷凝管设定在149℃下反应一个小时，得到不同尺寸的金纳米粒子，尺寸范围为1‑20纳米；3)生长后的金纳米粒子形貌表征：利用扫描电镜的表征手段确定纳米粒子的最终尺寸，从而确定出覆盖剂的链长度与粒子尺寸之间的相关性。