CN103990814B - 一种金纳米颗粒的制备方法 - Google Patents
一种金纳米颗粒的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103990814B CN103990814B CN201410250249.8A CN201410250249A CN103990814B CN 103990814 B CN103990814 B CN 103990814B CN 201410250249 A CN201410250249 A CN 201410250249A CN 103990814 B CN103990814 B CN 103990814B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- preparation
- nano grain
- gold nano
- room temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本发明公开了一种金纳米颗粒的制备方法，通过氢氧化铵和柠檬酸分步共同还原氯金酸的条件下，再加入CTAB进行陈化，得到晶型好，分散性好且小尺寸的水溶性的金纳米颗粒。本发明的制备过程简单；整个制备过程条件温和，易于操作；制备得到的小尺寸金纳米颗粒具有超细的直径和良好的分散性，有望在传感器、催化以及光电等领域获得应用。
Description
技术领域
本发明属于金属纳米颗粒材料的制备领域，特别涉及一种小尺寸水溶性金纳米颗粒的制备方法。
背景技术
贵金属纳米颗粒尤其是金纳米颗粒由于其良好的催化、光学、电学等物理化学性质，近年来受到众多研究者的广泛关注，已被广泛应用于各种化工、生物医药等领域。
迄今为止，科学家们探索出多种单分散贵金属纳米颗粒的制备方法，不过主要分来大概有物理法和化学法两类。物理法制备的纳米颗粒纯度较高，但是粒度分布不均匀，更难以有效控制纳米颗粒的尺寸制得小粒径的纳米颗粒。化学法主要包括热分解法、微乳液法、化学还原法、微波还原法和相转移还原法等。然而这些方法的实用性不强，一般需要昂贵的贵金属前驱体和相转移剂,其使用的有毒有机溶剂对环境有可能造成污染，并且分离困难，尤其是当纳米颗粒的粒径在1nm～2nm时很难分离，需要离心机高速离心很长时间才可分离，这大大限制了小粒径纳米颗粒的大规模制备。
目前，国内外的研究者对于小粒径、单分散的贵金属纳米颗粒的制备方面做了很多工作。其中Brust-Schiffrin的两相法在合成1～6nm单分散贵金属纳米颗粒方面取得了很大的成功。此方法主要用一些季铵盐作为相转移剂，将贵金属无机盐从水相转移到有机相(甲苯等)，还原制备单分散Au，Ag，Cu等纳米颗粒。现在也有一些研究方法通过选用合适的表面活性剂，在水溶性的环境下制备出来小尺寸的金纳米颗粒，不过一般来说，所制备的金纳米颗粒稳定性不太好，并且方法繁琐负责，条件要求苛刻，如何采用简便的方法来制备高质量的小尺寸金纳米颗粒现在依旧是大家研究的重点。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种金纳米颗粒的制备方法，通过在完全水相的环境下，使用常见的化学试剂，在较为温和的条件下，制备出直径为2-5纳米的金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒不仅尺寸较小，在水溶液中稳定，并且晶型很好。
本发明的一种金纳米颗粒的制备方法，其特征在于：
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向50-100ml的A溶液中缓慢加入10-50mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至80-100℃，并加入1-3ml柠檬酸钠溶液，搅拌0.5-2小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入1-2mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化5-10天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为1-3纳米。
作为优选，步骤4)中的搅拌速度为1000-2000rpm/min。
作为优选，在室温下静置陈化7天。
本发明的合成机理可能为氢氧化铵首先还原氯金酸，得到金纳米颗粒前驱体，而通过在高温条件下加入少量的柠檬酸钠，可以得到晶型更为具体的金纳米颗粒，而通过CTAB的室温下温和陈化，所得到的的金纳米颗粒为稳定且晶型较好的晶体。
在本发明中，氢氧化铵和柠檬酸钠的双还原剂的作用非常重要，我们都知道柠檬酸钠能够还原金纳米颗粒，但是所得到的金纳米颗粒的尺寸一般均为15纳米以上，很难得到小尺寸的金纳米颗粒，而氢氧化铵一般得到的金纳米颗粒不稳定，且条件苛刻，本申请将两种还原剂结合起来使用，氢氧化铵进行一次还原，得到较为温和的金纳米颗粒前驱体，该前驱体与柠檬酸钠的还原就相对而言温和很多，也有利于形成小尺寸的金纳米颗粒。也只有在这两种还原剂的共同作用下，才能得到小尺寸的金纳米颗粒，如当把柠檬酸钠换成硼氢化钠时，所得到的则为团聚的大尺寸的金纳米颗粒。CTAB的陈化对于金纳米颗粒的形成也有重要影响，当不进行CTAB陈化时，所形成的金纳米颗粒淡黄色溶液容易团聚。由于纳米领域的特殊性，本发明的各种工艺参数均为该纳米颗粒的形成产生重要影响。
本发明的有益效果：
(1)本发明的制备过程简单，除了步骤4在80-100℃的条件下进行外，其他均为在常温下进行，实验条件温和；
(2)本发明制备过程均为水相，无有机溶剂，绿色环保；
(3)本发明制备得到的金纳米颗粒具有均一的形貌和超小的尺寸；最小的尺寸可小至1nm，可以用于作为各种金纳米材料生产的晶种以及用于各种催化。
(4)本发明制备得到的金纳米颗粒重复性好，便于工业生产。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为本发明实施例1所制备的金纳米颗粒；
图2为本发明对比例1所制备的金纳米颗粒；
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
一种金纳米颗粒的制备方法，
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向50ml的A溶液中缓慢加入10mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至80℃，并加入1ml柠檬酸钠溶液，搅拌0.5小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入1mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化5天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为1纳米。
实施例2：
一种金纳米颗粒的制备方法，
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向100ml的A溶液中缓慢加入50mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至100℃，并加入3ml柠檬酸钠溶液，搅拌2小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入2mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化10天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为3纳米。
实施例3：
一种金纳米颗粒的制备方法，
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向50ml的A溶液中缓慢加入50mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至100℃，并加入1ml柠檬酸钠溶液，搅拌2小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入1.5mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化7天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为2纳米。
实施例4：
一种金纳米颗粒的制备方法，
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向70ml的A溶液中缓慢加入30mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至90℃，并加入2ml柠檬酸钠溶液，搅拌1小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入2mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化5天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为2纳米。
实施例5：
一种金纳米颗粒的制备方法，
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向100ml的A溶液中缓慢加入10mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至90℃，并加入1ml柠檬酸钠溶液，搅拌1小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入1mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化10天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为1.5纳米。
对比例1：
一种金纳米颗粒的制备方法，
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向50ml的A溶液中缓慢加入10mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至80℃，并加入1ml硼氢化钠溶液，搅拌0.5小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入1mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化5天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为1纳米。
对比例2：
一种金纳米颗粒的制备方法，
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用alfa公司所生产的质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向50ml的A溶液中缓慢加入10mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至80℃，并加入1ml柠檬酸钠溶液，搅拌0.5小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入1ml3-氨丙基三甲氧基硅氧烷APTS，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化0天，得到的溶液非常不稳定。
Claims (3)
1.一种金纳米颗粒的制备方法，其特征在于：
步骤1)：制备氯金酸，取1g氯金酸固体溶于100ml水中，配制均一透明的溶液A，在该制备过程中，所有容器均先使用王水清洗，再使用去离子水冲洗两次，以下步骤均同；
步骤2)：配制氢氧化铵NH4OH溶液，使用质量浓度为38％的氢氧化铵，稀释10倍，配制得到溶液B；
步骤3)：在室温缓慢搅拌条件下，向50-100ml的A溶液中缓慢加入10-50mlB溶液，得到均一透明的溶液C；
步骤4)：对溶液C进行加热，将温度升至80-100℃，并加入1-3ml柠檬酸钠溶液，搅拌0.5-2小时，随后冷却至室温，得到淡黄色溶液D；
步骤5)：往淡黄色溶液D内加入1-2mlCTAB，搅拌混合均匀，然后在室温下静置陈化5-10天，可以得到绿色的溶液，通过离心分离，去离子水洗涤，即可获得稳定的水溶性的小尺寸金纳米颗粒，所制备的金纳米颗粒直径为1-3纳米。
2.一种如权利要求1所述的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤4)中的搅拌速度为1000-2000rpm/min。
3.一种如权利要求2所述的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于在室温下静置陈化7天。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410250249.8A CN103990814B (zh) | 2014-06-09 | 2014-06-09 | 一种金纳米颗粒的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410250249.8A CN103990814B (zh) | 2014-06-09 | 2014-06-09 | 一种金纳米颗粒的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103990814A CN103990814A (zh) | 2014-08-20 |
| CN103990814B true CN103990814B (zh) | 2016-04-06 |
Family
ID=51305288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410250249.8A Expired - Fee Related CN103990814B (zh) | 2014-06-09 | 2014-06-09 | 一种金纳米颗粒的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103990814B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107755710B (zh) * | 2017-10-17 | 2019-08-27 | 西南林业大学 | 一种制备金纳米颗粒的方法 |
| CN107876798A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-04-06 | 上海理工大学 | 一种利用红藤提取液制备金纳米颗粒的方法 |
| CN109128216A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-04 | 启东科赛尔纳米科技有限公司 | 常温下金纳米粒子的合成方法 |
| CN109434132A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-08 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种纯化超细银纳米线的方法 |
| CN109622985B (zh) * | 2018-12-11 | 2021-11-30 | 有研亿金新材料有限公司 | 一种高分散性亚微米级金粉的制备方法 |
| CN111129511A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-05-08 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种氮掺杂碳载铂基催化剂及其制备方法和用途 |
| CN112152054A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-29 | 上海交通大学 | 一种增强端面泵浦固体激光器对流散热的纳米流体和方法 |
| CN113732279B (zh) * | 2021-08-03 | 2024-02-06 | 北京化工大学 | 一种作为电镜显影剂的纳米金颗粒的制备方法及所得纳米金颗粒 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102205421A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 水热法制备金、银纳米颗粒 |
| CN102343439A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-02-08 | 浙江理工大学 | 一种制备金纳米粒子的方法 |
| CN102837005A (zh) * | 2012-09-27 | 2012-12-26 | 江南大学 | 一种具有表面拉曼增强活性的尺寸可控金纳米星的制备方法 |
| CN103415337A (zh) * | 2010-10-25 | 2013-11-27 | 拜耳技术服务有限公司 | 具有掺杂的银纳米颗粒的金属颗粒溶胶 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7524354B2 (en) * | 2005-07-07 | 2009-04-28 | Research Foundation Of State University Of New York | Controlled synthesis of highly monodispersed gold nanoparticles |
-
2014
- 2014-06-09 CN CN201410250249.8A patent/CN103990814B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102205421A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 水热法制备金、银纳米颗粒 |
| CN103415337A (zh) * | 2010-10-25 | 2013-11-27 | 拜耳技术服务有限公司 | 具有掺杂的银纳米颗粒的金属颗粒溶胶 |
| CN102343439A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-02-08 | 浙江理工大学 | 一种制备金纳米粒子的方法 |
| CN102837005A (zh) * | 2012-09-27 | 2012-12-26 | 江南大学 | 一种具有表面拉曼增强活性的尺寸可控金纳米星的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103990814A (zh) | 2014-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103990814B (zh) | 一种金纳米颗粒的制备方法 | |
| CN103934468B (zh) | 纳米金属或纳米金属氧化物颗粒的超临界水热合成方法 | |
| Ma et al. | Hierarchical, star-shaped PbS crystals formed by a simple solution route | |
| Sun et al. | Investigating the multiple roles of polyvinylpyrrolidone for a general methodology of oxide encapsulation | |
| CN103100725B (zh) | 一种银/碳量子点复合纳米材料的制备方法 | |
| Dong et al. | Facile and one-step synthesis of monodisperse silver nanoparticles using gum acacia in aqueous solution | |
| JP5484442B2 (ja) | 銀ナノ粒子の調製方法 | |
| Tang et al. | Hydrothermal synthesis of ultralong and single-crystalline Cd (OH) 2 nanowires using alkali salts as mineralizers | |
| TWI639426B (zh) | 一種含有配位子鍵結的金奈米團簇的溶液之製備方法 | |
| CN102935513A (zh) | 一种稳定的纳米银溶胶与制备方法 | |
| CN104985190A (zh) | 一种花状银微米颗粒的合成方法 | |
| CN107282940B (zh) | 一种利用三七提取液制备金纳米颗粒的方法 | |
| KR20110019224A (ko) | 금속 씨앗을 이용한 금속 나노입자의 제조 방법 및 금속 씨앗을 함유하는 금속 나노입자 | |
| CN108723385A (zh) | 一种单晶银纳米球水相制备方法 | |
| Xu et al. | Graphene oxide-mediated synthesis of stable metal nanoparticle colloids | |
| Mulongo et al. | Synthesis and Characterisation of Silver Nanoparticles using High Electrical Charge Density and High Viscosity Organic Polymer | |
| CN104014807A (zh) | 具有表面拉曼增强效果的银纳米晶制备方法 | |
| CN105965029A (zh) | 水溶性单分散的类球形金银合金纳米颗粒的合成方法 | |
| CN104439276A (zh) | 一种快速制备中空多孔二氧化硅/银纳米复合材料的方法及产品 | |
| Wang et al. | A new two-phase system for the preparation of nearly monodisperse silver nanoparticles | |
| CN104227017B (zh) | 一种粒径可控银纳米粒子的制备方法 | |
| Fu et al. | Rapid synthesis and growth process deconvolution of Au nanoflowers with ultrahigh catalytic activity based on microfluidics | |
| CN110449188A (zh) | 柠檬酸银/银复合纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN102923755A (zh) | 一种制备Cu2O/SiO2核/壳结构纳米材料的方法 | |
| Chen et al. | Environmentally friendly synthetic route to the monodispersed ZnO nanoparticles on large-scale |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Yi Inventor after: Song Kenpeng Inventor after: Song Xiaolan Inventor after: An Chongwei Inventor after: Song Dan Inventor before: Huang Xiaoming Inventor before: Yao Haibo |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160229 Address after: 030051 Xueyuan Road City, Shanxi Province, pointed lawn area, No., No. 3 Applicant after: Zhongbei Univ Address before: Wuzhong District Mudu town of Suzhou city of Jiangsu Province Yu Shan Road 215000 (No. 646) Jinfeng advertising Park B building Applicant before: Suzhou Xuandong Three-dimensional Space Science & Technology Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160406 Termination date: 20170609 |