CN102861922B - 以小分子为稳定剂合成荧光金纳米量子点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以小分子为稳定剂合成荧光金纳米量子点的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)制备柠檬酸三钠作稳定剂的SnCl2溶液；(2)以上述SnCl2溶液、HAuCl4溶液、H202溶液和H3PO4溶液为原料采用水热法合成荧光金纳米量子点。本发明的方法采用常规的小分子为稳定剂，便于大规模合成；合成周期短，2小时就能完成，粒径小，能产生强烈的荧光。

Description

以小分子为稳定剂合成荧光金纳米量子点的方法
技术领域
本发明属于化工领域，尤其涉及以小分子为稳定剂快速合成荧光金纳米量子点的方法。
背景技术
近年来，小粒径的金纳米粒子(AuNPs)的荧光性质引起科学家们的兴趣。因其具有优越的荧光特性，所以又称这种荧光AuNPs(F-AuNPs)为金纳米量子点或称金纳米簇。已有文献报道在不同条件下合成了F-AuNPs，这些F-AuNPs能发出比很多单分子层保护的金纳米簇更强烈荧光信号。例如以聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子或聚氮丙啶(PEI)为稳定剂合成的F-AuNPs具有很强烈的荧光信号，且量子产率较高。探索简单的合成F-AuNPs的方法具有重要意义。
目前，制备金纳米簇大部分都是以聚合物、树状大分子和生物大分子为稳定剂，且其制备过程都较复杂。以小分子为稳定剂的合成方法相对少见，且合成周期较长。本专利主要介绍一种以小分子为稳定剂，用氯化亚锡还原氯金酸法合成F-AuNPs，在2小时内能简单合成。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种合成荧光金纳米量子点的方法，在2小时内能简单合成。为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：
本发明涉及合成荧光金纳米量子点的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备柠檬酸三钠作稳定剂的SnCl2溶液；
(2)以上述SnCl2溶液、HAuCl4溶液、H2O2溶液和H3PO4溶液为原料采用水热法合成荧光金纳米量子点。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于柠檬酸三钠和氯化亚锡的摩尔比介于1-2∶1。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于水热法的温度为140-160℃，优选为150℃。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于所述的所述的水热合成的时间不超过3小时，优选不超过2.5小时，进一步优选不超过2小时。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于步骤(1)中还包括通氮气除氧的步骤。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于所述的金纳米粒子的最大激发波长在330nm左右，最大发射波长为600nm左右，斯托克斯位移为270nm左右。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于所述的金纳米量子点在室温或者4℃稳定存在至少3个月。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于所述的金纳米量子点的平均粒径在2.5-3nm之间。
本发明的方法采用常规的小分子为稳定剂，便于大规模合成；合成周期短，2小时就能完成，粒径小，能产生强烈的荧光。
说明书附图
图1：F-AuNPs的荧光激发光谱(虚线)和发射光谱(实线)、紫外吸收光谱(图1右上角插图)；
图2为F-AuNPs的高分辨透射电镜表征及粒径分布结果。
具体实施方式
实施例1：
1.柠檬酸三钠作稳定的SnCl2溶液的制备
往17mmol L-1柠檬酸三钠溶液(已通30min N2除氧)中加入氯化亚锡，待其完全溶解后停止通氮气，配成cSnCl2＝12mmol L-1的氯化亚锡溶液。柠檬酸三钠作稳定剂，防止SnCl2水解。
2.金纳米簇的制备过程
以30.0mL 12mmol L-1SnCl2溶液、30.0mL 0.005％HAuCl4溶液、315μL3％H2O2溶液和560μL 1.0mol L-1的H3PO4溶液为原料，采用水热法合成荧光金纳米粒子(F-AuNPs)，在150℃条件下反应2h，此时，荧光强度达到最大，说明反应已经完全。将合成的F-AuNPs溶液冷藏备用。
3.金纳米簇的荧光性质
对合成的F-AuNPs溶液进行荧光和紫外光谱的测定，由F-AuNPs的荧光光谱图(图1)可知，金纳米粒子的最大激发波长在330nm，最大发射波长为600nm，斯托克斯位移(270nm)比很多金纳米簇大(-150nm)。在300nm处的激发光谱强度也很高，主要是发射峰600nm的半频效应引起。据文献报道[37]，金纳米粒子粒径超过15nm就不能产生荧光，只有小于5nm时才会产生强烈的荧光。从紫外吸收光谱图(图1插图)可看出，AuNPs在紫外区(200-400nm)有较强较宽的吸收带，在520nm附近没有明显的吸收峰，这也说明本实验所合成的AuNPs粒径较小，参见图2的F-AuNPs高分辨透射电镜表征及粒径分布结果。从图中可以观察到粒子平均粒径约为2.7nm，且分散性较好。从图2插图中可看到，F-AuNPs的晶格间距是 与fcc-Au(111)晶面间距结果一致。加速实验显示，所合成的F-AuNPs溶液能稳定存在至少3个月(4℃)。
当理解的是，本发明的具体实施例仅仅是出于示例性说明的目的，其不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的技术人员可以根据上述说 明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.合成荧光金纳米量子点的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备柠檬酸三钠作稳定剂的SnCl2溶液；
(2)以上述SnCl2溶液、HAuCl4溶液、H2O2溶液和H3PO4溶液为原料采用水热法合成荧光金纳米量子点；柠檬酸三钠和氯化亚锡的摩尔比介于1-2∶1；水热法的温度为140-160℃；步骤(1)中还包括通氮气除氧的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的水热合成的时间不超过3小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的水热合成的时间不超过2.5小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的水热合成的时间不超过2小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的金纳米量子点的最大激发波长在330nm左右，最大发射波长为600nm左右，斯托克斯位移为270m左右。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的金纳米量子点在室温或者4℃稳定存在至少3个月。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的金纳米量子点的平均粒径在2.5-3nm之间。
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