CN109056073A - 一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法 - Google Patents
一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，包括步骤S1，在N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中加入氯金酸溶液、硝酸银水溶液、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为：4×10‑5‑2×10‑3mol/L，且混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂的摩尔浓度比为1：(0.2‑90)：(1‑1000)：(20‑1000)；步骤S2，将混合溶液在冰水浴中搅拌5‑10min，然后转移至20‑90℃的水浴中反应30‑120min，再经过离心洗涤，得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。在亲水体系中避免使用长链的强有机配体来合成表面易清除干净的单晶超细金银合金纳米线，该方法快速、简单，其制备得到的超细金银合金纳米线亲水、且稳定性好，表面容易清理干净。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域；具体涉及一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法。
背景技术
贵金属纳米材料，特别是金、银纳米材料，由于其独特的电子结构，出色的局域表面等离子体共振吸收及优异的生物相容性，使其在表面等离子体增强拉曼、光热治疗、生物成像、分子传感、催化、能量转换等领域有重要的应用。一维的纳米结构由于其独特的光、电性质受到大家广泛的关注，尤其是超细的金、银纳米线(直径﹤2nm)，具有大的纵横比和表面积在催化领域、纳米电子学以及分子传感有潜在的应用。
相比于其他合成方法，湿化学合成更有利，且方便大规模工业生产，然而许多在水溶液中合成金纳米线的方法，通常导致金纳米线有较大的直径(10-50nm)、低的产率或较长的反应时间。虽然也可以通过在水溶液中加入硼氢化钠快速还原金盐得到多孔的金纳米线气凝胶，但这些纳米线往往是多晶的，而且形貌尺寸不可控。
迄今为止最成功的合成超细的金纳米线是在油相中以油胺、油酸或者长链(C18)酰胺作为封端剂和模板导向剂来控制超细金纳米线的一维生长。如2008年夏，幼南课题组通过缓慢还原线性的OA-AuCl高分子链得到直径为1.8nm的超细金纳米线。同年杨培东课题组报道了通过Au+-油胺化合物作为模板合成了超细的金纳米线(1.6nm)，该类方法得到的超细金纳米线具有均一的形貌和超小的尺寸(直径﹤2nm)，但是纳米线表面存在强配位的封端剂难以移除是限制其广泛应用的巨大障碍，而且在移除了这种封端剂后金纳米线容易断裂很难保持其原有的形貌。
发明内容
本发明提供了一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法；在亲水体系中避免使用长链的强有机配体来合成表面易清除干净的单晶超细金银合金纳米线，该方法快速、简单，其制备得到的超细金银合金纳米线亲水、且稳定性好，表面容易清理干净。
本发明的技术方案是：一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，包括步骤S1，在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入氯金酸溶液、硝酸银水溶液、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为：4×10-5-2×10-3mol/L，且混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂的摩尔浓度比为1：(0.2-90)：(1-1000)：(20-1000)；步骤S2，将混合溶液在冰水浴中搅拌5-10min，然后转移至20-90℃的水浴中反应30-120min，再经过离心洗涤，得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
更进一步的，本发明的特点还在于：
其中步骤S2中离心洗涤的转速为6000-18000r/min，时间为5-40min。
其中步骤S2中得到的超细金银合金纳米线的金银摩尔比为0.01-10。
其中步骤S1中的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物中的。
其中步骤S1中还原剂为抗坏血酸、二乙基羟胺、二乙胺或甲醛。
其中步骤S1混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂的摩尔浓度比为1：0.8：30：200或1：0.4：30：200。
其中步骤S1中的混合溶液氯金酸和硝酸银的摩尔浓度比小于1:0.8时，混合溶液还添加配位剂，且氯金酸与配位剂的摩尔浓度比为1：(0.5-500)。
其中配位剂为氯化盐、溴化盐或碘化盐。
其中步骤S1混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂的摩尔浓度比为1：2：30：200：15。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法利用银对纳米晶表面的修饰实现金银合金纳米线的超细结构和一维生长，该方法在亲水的极性溶剂(DMF)中合成单晶的超细金银合金纳米线，制备方法简便，反应温度低，产率高，重复性好，适合大规模生产；该方法中未使用长链的强的有机配体，仅用水溶性表面活性剂，容易洗涤，从而得到表面干净的单晶超细金银合金纳米线；该方法反应温度低(如20-90℃)，反应时间短(30-120min)，有利于降低生产成本及安全操作，便于工业生产。
更进一步的，使用该方法合成的超细金银合金纳米线的金银摩尔比能够在0.01-10之间调节。
更进一步的，在需要配置单晶超细金银合金纳米线中银的摩尔比较大时，即混合溶液中的氯金酸和硝酸银的摩尔浓度比小于1:0.8时，氯金酸中的氯离子不足以配位，需要使用配位剂与多余的相互作用实现银的配位。
附图说明
图1为本发明实施例1制备超细金银合金纳米线的透射电子显微镜图片；
图2为本发明实施例1制备超细金银合金纳米线的X射线能谱分析图；
图3为本发明实施例1制备超细金银合金纳米线的X射线电子衍射图谱；
图4为本发明实施例1制备超细金银合金纳米线在浓度为1mol/L的双氧水中的稳定性测试的光谱图；
图5为本发明实施例2制备超细金银合金纳米线的透射电子显微镜图片；
图6为本发明实施例2制备超细金银合金纳米线的X射线能谱分析图谱；
图7为本发明实施例3制备超细金银合金纳米线的透射电子显微镜图片；
图8为本发明实施例3制备超细金银合金纳米线的X射线能谱分析图谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
本发明的具体实施例包括：
实施例1
配置超细金银合金纳米线的金银的摩尔比为1.55的过程为：
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，还原剂为二乙基羟胺。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为8.3×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和二乙基羟胺的摩尔浓度比为1：0.8：30：200；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌5min，然后转移至50℃的水浴中反应30min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为8000r/min，时间为35min；最后得到如图1所示直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
其中冰水浴为温度为0℃的冰水混合物。
图2为上述制备得到的超细金银合金纳米线的X射线能谱分析图，从元素分析中可以看出金和银的摩尔比为1.55，满足制备要求；图3为其X射线电子衍射(XRD)图谱，虚线所注内容分别代表金的XRD标准卡片中(111)，(200)、(220)和(311)晶面的位置，从该图中能够看出超细金银合金纳米线与金或银的标准XRD谱图中的峰位置完全匹配，因此根据图3可以断定实施例1的产物为金银合金。
实施例2
配置超细金银合金纳米线的金银的摩尔比为2.2的过程为：
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，还原剂为二乙基羟胺。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为8.3×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和二乙基羟胺的摩尔浓度比为1：0.4：30：200；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌5min，然后转移至70℃的水浴中反应60min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为18000r/min，时间为10min；最后得到如图5所示直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
如图6所示，实施例2得到的超细金银合金纳米线的X射线能谱分析图，从元素分析中可以看出金和银的摩尔比为2.2，满足制备要求。
实施例3
配置超细金银合金纳米线的金银的摩尔比为0.44的过程为：
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，还原剂为二乙基羟胺，配位剂为氯化钠。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为4.15×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、二乙基羟胺和氯化钠的摩尔浓度比为1：2：30：200：15；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌5min，然后转移至50℃的水浴中反应60min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为6000r/min，时间为40min；最后得到如图7所示直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
如图8所示，实施例3得到的超细金银合金纳米线的X射线能谱分析图，从元素分析中可以看出金和银的摩尔比为0.44，满足制备要求。
且将实施例1-3制备得到的超细金银合金纳米线分散放置在1mol/L的双氧水中进行稳定性测试，得到如图4所述的光谱图。表明超细金银合金纳米线在具有强氧化性的环境中具有优异的稳定性，表明其具有良好的稳定性。
实施例4
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基硫酸钠，还原剂为二乙胺。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为4×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基硫酸钠和二乙胺的摩尔浓度比为1：0.75：1000：20；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌10min，然后转移至90℃的水浴中反应100min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为16500r/min，时间为13min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例5
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，还原剂为抗坏血酸。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为2×10-3mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基溴化铵和抗坏血酸的摩尔浓度比为1：0.2：800：700；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7min，然后转移至80℃的水浴中反应80min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为12800r/min，时间为22min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例6
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，还原剂为甲醛。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为3×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠和甲醛的摩尔浓度比为1：0.6：6：80；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌8min，然后转移至70℃的水浴中反应120min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为9800r/min，时间为38min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例7
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基硫酸钠，还原剂为二乙基羟胺。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为6×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基硫酸钠和二乙基羟胺的摩尔浓度比为1：0.3：80：120；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌5min，然后转移至60℃的水浴中反应110min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为17500r/min，时间为6min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例8
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，还原剂为甲醛。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为9×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基溴化铵和甲醛的摩尔浓度比为1：0.4：400：500；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌6min，然后转移至20℃的水浴中反应100min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为7500r/min，时间为35min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例9
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，还原剂为二乙胺。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为6×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基氯化铵和二乙胺的摩尔浓度比为1：0.5：500：1000；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7min，然后转移至30℃的水浴中反应80min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为11000r/min，时间为26min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例10
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物，还原剂为二乙基羟胺。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为1×10-3mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物和二乙基羟胺的摩尔浓度比为1：0.45：800：750；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌6.5min，然后转移至35℃的水浴中反应70min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为14000r/min，时间为19min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例11
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，还原剂为抗坏血酸。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为2×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基氯化铵和抗坏血酸的摩尔浓度比为1：0.25：200：240；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7.5min，然后转移至45℃的水浴中反应45min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为6800r/min，时间为36min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例12
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，还原剂为抗坏血酸。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为5×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基溴化铵和抗坏血酸的摩尔浓度比为1：0.65：340：450；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌8.5min，然后转移至25℃的水浴中反应120min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为15200r/min，时间为15min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例13
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物，还原剂为二乙基羟胺，配位剂为氯化钠。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为4.15×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物、二乙胺和氯化钠的摩尔浓度比为1：0.85：120：400：0.5；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌6min，然后转移至23℃的水浴中反应120min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为7900r/min，时间为34min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例14
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，还原剂为抗坏血酸，配位剂为氯化钾。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为1.25×10-3mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、抗坏血酸和氯化钾的摩尔浓度比为1：1：800：40：80；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌6.3min，然后转移至30℃的水浴中反应100min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为14000r/min，时间为22min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例15
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，还原剂为抗坏血酸，配位剂为氯化钙。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为5.6×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、抗坏血酸和氯化钙的摩尔浓度比为1：5：200：150：300；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7.5min，然后转移至36℃的水浴中反应96min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为16200r/min，时间为17min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例16
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基硫酸钠，还原剂为抗坏血酸，配位剂为氯化钙。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为7.9×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基硫酸钠、抗坏血酸和氯化钙的摩尔浓度比为1：80：400：980：240；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7.8min，然后转移至40℃的水浴中反应90min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为10000r/min，时间为22min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例17
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基硫酸钠，还原剂为二乙基羟胺，配位剂为氯化钠。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为1.3×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基硫酸钠、二乙基羟胺和氯化钠的摩尔浓度比为1：70：500：240：470；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌8min，然后转移至45℃的水浴中反应80min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为18000r/min，时间为5min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
实施例18
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，还原剂为二乙基羟胺，配位剂为溴化铁。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为3.4×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基氯化铵、二乙基羟胺和溴化铁的摩尔浓度比为1：33：900：500：500；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌8.5min，然后转移至50℃的水浴中反应82min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为12200r/min，时间为28min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例19
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物，还原剂为二乙基羟胺，配位剂为溴化碘。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为9×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物、二乙基羟胺和溴化碘的摩尔浓度比为1：12：1：870：120；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌9min，然后转移至60℃的水浴中反应70min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为13500r/min，时间为12min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例20
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，还原剂为二乙基羟胺，配位剂为溴化铜。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为3.4×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、二乙基羟胺和溴化铜的摩尔浓度比为1：19：1000：30：260；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌10min，然后转移至70℃的水浴中反应40min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为9500r/min，时间为36min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例21
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，还原剂为甲醛，配位剂为溴化铜。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为5.8×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、甲醛和溴化铜的摩尔浓度比为1：16：500：890：6；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌9.5min，然后转移至80℃的水浴中反应35min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为16300r/min，时间为18min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例22
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，还原剂为甲醛，配位剂为溴化铁。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为7.8×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基溴化铵、甲醛和溴化铁的摩尔浓度比为1：53：960：600：300；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌8.9min，然后转移至90℃的水浴中反应31min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为17800r/min，时间为8min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例23
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物，还原剂为二乙基羟胺，配位剂为碘化钾。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为2×10-3mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物、二乙基羟胺和碘化钾的摩尔浓度比为1：90：400：200：360；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7min，然后转移至90℃的水浴中反应35min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为13300r/min，时间为31min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例24
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，还原剂为二乙胺，配位剂为碘化钠。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为6.6×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基氯化铵、二乙胺和碘化钠的摩尔浓度比为1：62：50：80：50；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌6min，然后转移至40℃的水浴中反应60min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为17550r/min，时间为7min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例25
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，还原剂为二乙胺，配位剂为碘化钠。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为8.8×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基氯化铵、二乙胺和碘化钠的摩尔浓度比为1：86：80：360：90；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌6min，然后转移至50℃的水浴中反应70min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为7500r/min，时间为40min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例26
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，还原剂为二乙胺，配位剂为碘化钠。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为9.5×10-5mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基氯化铵、二乙胺和碘化钠的摩尔浓度比为1：22：600：400：1；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7min，然后转移至60℃的水浴中反应55min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为16000r/min，时间为36min；最后得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
实施例27
步骤S1中，取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，并且向DMF溶剂中加入氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂，得到混合溶液；其中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，还原剂为抗坏血酸，配位剂为碘化钾。混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为3.2×10-4mol/L；且混合溶剂中氯金酸、硝酸银、十六烷基三甲基溴化铵、抗坏血酸和碘化钾的摩尔浓度比为1：41：188：650：410；
步骤S2，将步骤S1中得到的混合溶液在冰水浴中搅拌7.6min，然后转移至86℃的水浴中反应36min；在进行离心洗涤，离心洗涤的转速为15200r/min，时间为28min；最后得到直径小于1.8nm的超细金银合金纳米线。
Claims (9)
1.一种亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入氯金酸溶液、硝酸银水溶液、表面活性剂和还原剂，得到混合溶液；混合溶液中氯金酸的摩尔浓度为：4×10-5-2×10-3mol/L，且混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂的摩尔浓度比为1：(0.2-90)：(1-1000)：(20-1000)；
步骤S2，将混合溶液在冰水浴中搅拌5-10min，然后转移至20-90℃的水浴中反应30-120min，再经过离心洗涤，得到直径小于2nm的超细金银合金纳米线。
2.根据权利要求1所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述步骤S2中离心洗涤的转速为6000-18000r/min，时间为5-40min。
3.根据权利要求1所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述步骤S2中得到的超细金银合金纳米线的金银摩尔比为0.01-10。
4.根据权利要求1所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述步骤S1中的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物。
5.根据权利要求1所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述步骤S1中还原剂为抗坏血酸、二乙基羟胺、二乙胺或甲醛。
6.根据权利要求1或4-5任意一项所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述步骤S1混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂和还原剂的摩尔浓度比为1：0.8：30：200或1：0.4：30：200。
7.根据权利要求2所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述步骤S1中的混合溶液氯金酸和硝酸银的摩尔浓度比小于1:0.8时，混合溶液还添加配位剂，且氯金酸与配位剂的摩尔浓度比为1：(0.5-500)。
8.根据权利要求6所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述配位剂为氯化盐、溴化盐或碘化盐。
9.根据权利要求7或8任意一项所述的亲水且表面干净的单晶超细金银合金纳米线的快速合成方法，其特征在于，所述步骤S1混合溶液中氯金酸、硝酸银、表面活性剂、还原剂和配位剂的摩尔浓度比为1：2：30：200：15。
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