专利名称：一种用超声促进水相软模板法制备蝌蚪形金纳米粒子的方法
技术领域：
本发明涉及一种金属材料中纳米粒子的制备方法，特别是一种用超声促进 水相软模板法制备蝌蚪形金纳米粒子的方法。
背景技术：
特殊形状的金纳米粒子，如球、片或带形粒子在在分子标记，化学传感， 纳米电子装置等方面具有很大的应用价值，在催化、生物医学和光电子装置等 方面的应用日益广泛。例如目前国内外制备金纳米片或纳米带的方法多采用模 板法，该方法操作简单，分离方便。
专利公开号为CN101091992的发明专利公开了一种用超声波促进光还原在 水相软模中制备球形金纳米粒子的方法，它是用聚乙二醇(PEG)和十二烷基硫 酸钠(SDS)形成的软团簇作为制备金纳米粒子软模板，用超声波促进光还原， 在紫外光还原作用下分步诱导合成，得到没有无机盐Na2S04参与的球形金纳米粒 子。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用超声促进水相软模板法制备蝌蚪形 金纳米粒子的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是 一种用超声促进水相软模板
法制备蝌酙形金纳米粒子的方法，是利用聚乙二醇(PEG)、十二烷基硫酸钠(SDS) 和硫酸钠(Na2S04)在水溶液中可以自组装形成软团簇，形成制备金纳米粒子的 软模板，将氯金酸加入到所述的软团簇水溶液中，在超声辐射作用下由聚乙二 醇(PEG)作为还原剂，在水溶液中化学还原氯金酸，通过调整软模板，制备长 度为300-400 nm的蝌钭形金纳米粒子产品。将金离子还原成蝌蚪形金纳米粒子， 其工艺为
(1) 将聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、硫酸钠和氯金酸分别加入到去离子水 中，加热至41-59。C使其充分溶解，分别得到含0. 3-35腿ol/L聚乙二醇的ltt溶 液、520ramol/L十二垸基硫酸钠的2#溶液、100誦ol/L硫酸钠的3tt溶液和240 mmol/L氯金酸的4#溶液并冷却至25-3(TC待用；
(2) 分别取适量的1-4#溶液混合并加入去离子水，制得5tt溶液；5tt溶 液中的各组分最终浓度分别为氯金酸0.卜lmmol/L，聚乙二醇0. 5-20 mmol/L， 十二烷基硫酸钠40-80 mmol/L,硫酸钠0. 2-10 mmol/L;
(3) 将5#溶液在常压下，400 r/min搅拌l min后，再在30土1 °C 、避 光、超声波辐射作用下反应15-20h，反应结束后制得6#溶液；
(4) 将6#溶液输入3000-10000 r/min高速离心机中进行离心脱水，得到分离沉淀产物；
(5)用去离子水对步骤(4)得到的分离沉淀产物洗涤三次，制得金纳米 粒子产品。
所述的聚乙二醇的平均分子量为5990-179990 。 所述的超声波辐射的功率为20-99W及101-150W。 本发明的有益效果是
1、 本发明采用聚乙二醇(PEG)和十二垸基硫酸钠(SDS)作为保护剂，利 用硫酸钠(Na2S04)控制水溶液中自组装形成软团簇，而且不同条件下可以形成 形状和大小不同的软团簇。
2、 本发明在超声辐射辅助下利用聚乙二醇(PEG)、十二垸基硫酸钠(SDS) 和硫酸钠(Na2S04)形成的软团簇作为制备金纳米粒子的软模板，可以调控纳米 粒子的粒径分布，方便地得到直径约300-400 nm并具有窄粒径分布特征的蝌虫斗 形金纳米粒子。
3、 不需要紫外光还原，而是利用超声波辐射作用和大分子自还原能力，由 聚乙二醇(PEG)作为还原剂，在水溶液中化学还原氯金酸。
4、 本发明中所使用的还原剂和保护剂在反应完成后可以经简单水洗和离心 除去，因此终产物所含杂质少、纯度高。
5、 本发明生产蝌钭形金纳米粒子的方法具有操作简便，表面活性剂用量少、 产品分离容易及成本低廉的优点。
图l是本发明实施例l制备的蝌蚪形金纳米粒子的透射电镜图。 图2是本发明实施例2制备的蝌蚪形金纳米粒子的透射电镜图。 图3是本发明实施例3制备的蝌蚪形金纳米粒子的透射电镜图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1; Na2S04-SDS-PEG (平均分子量5900)软模板合成蝌蚪形金纳米粒 子的方法
(1) 将聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、硫酸钠和氯金酸分别加入到去离子水 中，加热至47。C使其充分溶解，分别得到含35腿ol/L聚乙二醇的ltt溶液、520 mmol/L十二烷基硫酸钠的2#溶液、100 mmol/L硫酸钠的3tt溶液和240 mmol/L 氯金酸的4tt溶液并冷却至26X:待用；
(2) 分别取适量的卜4tt溶液混合并加入去离子水，制得5#溶液；5#溶 液中的各组分最终浓度分别为氯金酸O. lmmol/L，聚乙二醇(PEG) 16 ramol/L， 十二烷基硫酸钠(SDS) 80 mmol/L，硫酸钠(Na2S04) 0.2 ramol/L;
(3) 将5tt溶液在常压下，400 r/min搅拌1 min后，再在30±1 °C 、避光、超声波功率140 W辐射作用下反应20h，反应结束后制得6#溶液；
(4) 将6#溶液输入3000 r/min高速离心机中进行离心脱水，得到分离 沉淀产物；
(5) 用去离子水对步骤(4)得到的分离沉淀产物洗涤三次，制得如图l所 示金纳米粒子产品，纳米粒子平均长度300 nm。
实施例2; Na2S04-SDS-PEG (平均分子量179000)软模板合成蝌蚪形金纳米 粒子的方法
(1) 将聚乙二醇、十二垸基硫酸钠、硫酸钠和氯金酸分别加入到去离子水 中，加热至58。C使其充分溶解分别得到含0. 35m腦l/L聚乙二醇的ltt溶液、520 mmol/L十二烷基硫酸钠的2#溶液、100 mmol/L硫酸钠3#溶液和240 mmol/L氯 金酸的4#溶液并冷却至28"C待用；
(2) 分别取适量的1-4#溶液混合并加入去离子水，制得5#溶液；5#溶 液中的各组分最终浓度分别为氯金酸lramol/L，聚乙二醇(PEG) 0. 5raraol/L， 十二垸基硫酸钠(SDS) 40 mmol/L，硫酸钠(Na2S04) 8 ramol/L;
(3) 将5#溶液在常压下，400 r/min搅拌l min后，再在30土1 °C 、避 光、超声波功率50 W辐射作用下反应15h，反应结束后制得6ft溶液；
(4) 将6ft溶液输入10000 r/min高速离心机中进行离心脱水，得到分离 沉淀产物；
(5) 用去离子水对步骤(4)得到的分离沉淀产物洗涤三次，制得如图2所 示金纳米粒子产品，纳米粒子平均长度400 nm。
实施例3; Na2S04-SDS-PEG (平均分子量20000)软模板合成蝌蚪形金纳 米粒子的方法
(1) 将聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、硫酸钠和氯金酸分别加入到去离子水 中，加热至41-59。C使其充分溶解分别得到含10 mmol/L聚乙二醇的ltt溶液、 520 mmol/L十二垸基硫酸钠的2#溶液、100 mmol/L硫酸钠的3tt溶液和240 mmol/L氯金酸的4tt溶液并冷却至29'C待用；
(2) 分别取适量的1-4#溶液混合并加入去离子水，制得5#溶液；5#溶 液中的各组分最终浓度分别为氯金酸0.6mmol/L，聚乙二醇(PEG) 5 mmol/L， 十二垸基硫酸钠(SDS) 60 mmol/L，硫酸钠(Na2S04) 4 mmol/L;
(3) 将5#溶液在常压下，400 r/min搅拌1 min后，再在30±1 °C 、避 光、超声波功率120 W辐射作用下反应15h，反应结束后制得6#溶液；
(4) 将6#溶液输入6000 r/min高速离心机中进行离心脱水，得到分离 沉淀产物；
(5) 用去离子水对步骤(4)得到的分离沉淀产物洗涤三次，制得如图3 所示金纳米粒子产品，纳米粒子平均长度350 nm。
权利要求
1. 一种用超声促进水相软模板法制备蝌蚪形金纳米粒子的方法，其特征在于利用聚乙二醇、十二烷基硫酸钠和硫酸钠形成的软团簇作为制备金纳米粒子的软模板，将氯金酸加入到所述的软团簇水溶液中，在超声辐射作用下由聚乙二醇作为还原剂，将金离子还原成蝌蚪形金纳米粒子，其工艺为(1)将聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、硫酸钠和氯金酸分别加入到去离子水中，加热至41-59℃使其充分溶解，分别得到含0.3-35mmol/L聚乙二醇的1#溶液、520mmol/L十二烷基硫酸钠的2#溶液、100mmol/L硫酸钠的3#溶液和240mmol/L氯金酸的4#溶液并冷却至25-30℃待用；(2)分别取适量的1-4#溶液混合并加入去离子水，制得5#溶液；5#溶液中的各组分最终浓度分别为氯金酸0.1-1mmol/L，聚乙二醇0.5-20mmol/L，十二烷基硫酸钠40-80mmol/L，硫酸钠0.2-10mmol/L；(3)将5#溶液在常压下，400r/min搅拌1min后，再在30±1℃、避光、超声波辐射作用下反应15-20h，反应结束后制得6#溶液；(4)将6#溶液输入3000-10000r/min高速离心机中进行离心脱水，得到分离沉淀产物；(5)用去离子水对步骤(4)得到的分离沉淀产物洗涤三次，制得金纳米粒子产品。
2. 根据权利要求1所述的一种用超声促进水相软模板法制备蝌蚪 形金纳米粒子的方法，其特征在于所述的聚乙二醇的平均分子量为 5990-179990 。
3. 根据权利要求1所述的一种用超声促进水相软模板法制备蝌虫斗 形金纳米粒子的方法，其特征在于所述的超声波辐射的功率为20-99W 及10H50W。
全文摘要
本发明涉及一种用超声促进水相软模板法制备蝌蚪形金纳米粒子的方法，是利用聚乙二醇(PEG)、十二烷基硫酸钠(SDS)和硫酸钠(Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>)在水溶液中可以自组装形成软团簇，形成制备金纳米粒子的软模板，将氯金酸加入到所述的软团簇水溶液中，在超声辐射作用下由聚乙二醇(PEG)作为还原剂，在水溶液中化学还原氯金酸，通过调整软模板，制备长度为300-400nm的蝌蚪形金纳米粒子产品。本发明不需要紫外光还原，而是利用超声波辐射作用和大分子自还原能力，由聚乙二醇(PEG)作为还原剂，在水溶液中化学还原氯金酸，将金离子还原成蝌蚪形金纳米粒子；本发明终产品所含杂质少、纯度高；表面活性剂用量少、成本低廉。
文档编号B22F9/16GK101433966SQ200810136539
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者云 方, 王纯荣, 谭智美 申请人:江西农业大学