一种利用三七提取液制备金纳米颗粒的方法与流程

本发明属于材料学领域，涉及一种纳米材料，具体来说是一种利用三七提取液制备金纳米颗粒的方法。

背景技术：

近年来，贵金属纳米粒子因其独特性能而日益成为高科技竞争的制高点，在诸多领域都具有非常重要的作用。其中，金纳米颗粒是最稳定的贵金属纳米材料之一，并且金纳米颗粒具有极强的生物相容性，这使得金纳米颗粒在催化、光电传感和生物成像等领域都展现出非凡的应用前景。

目前，传统制备金纳米颗粒的方法很多，可概括为物理法和化学法。物理法即将块体（或粉末状）的金制成纳米级的金颗粒。常用的方法有机械研磨法、激光烧蚀法和气相法等。物理法虽然简单，但对仪器设备的要求较高，生产费用昂贵，而且颗粒的均匀性较差。化学法则是基于不同的氧化还原反应来制备金纳米颗粒。该方法灵活，可用于多形貌的金纳米颗粒的合成，是一种较为成熟的合成方法。化学法主要有气相还原法、液相还原法和相转移法等。化学法的优点虽多，但在反应中一般需引入化学试剂来做还原剂或分散剂，这给环境及生物带来了潜在的风险，不利于后续将金纳米颗粒应用于生物医药方面。

近几年，金纳米颗粒的绿色合成方法逐渐涌现，如通过石榴、红枣和芹菜等植物提取液替代化学还原剂来实现金纳米颗粒的绿色合成。目前，尚未见关于利用三七提取液绿色合成金纳米颗粒的报道。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种利用三七提取液制备金纳米颗粒的方法，所述的这种利用三七提取液制备金纳米颗粒的方法要解决现有技术中制备金纳米颗粒的过程复杂，容易污染环境的技术问题。

本发明提供了一种利用三七提取液制备金纳米颗粒的方法，包括如下步骤：

1)将三七片加入去离子水中加热至沸腾并离心后制得0.4～1.0mol/l的三七提取液；

2)将氯金酸晶体溶解于去离子水中形成0.05～0.15mol/l的氯金酸溶液；

3)将氢氧化钠晶体溶解于去离子水形成0.01～0.02mol/l氢氧化钠溶液；

4)将三七提取液加入到去离子水中，三七提取液和去离子水的体积比为10ml：10～20ml，再加入氢氧化钠溶液使得反应体系ph值在5.0-6.0之间，随后将其加热至沸腾,再将氯金酸溶液加入到沸腾的三七提取液中，所述的三七提取液和氯金酸的摩尔比为20～100：1，沸腾状态下反应1-60分钟，反应结束，将所得反应液离心分离，将所得沉淀物干燥后即得金纳米颗粒。

进一步的，步骤4）中将三七提取液加热至沸腾后，保持沸腾2-20分钟，使三七提取液充分水解，再加入氯金酸溶液进行反应。

上述各步骤中所使用的容器在使用之前都经去离子水洗涤。

本发明通过控制氢氧化钠溶液和氯金酸溶液的比例来控制反应体系的ph值，使反应体系始终保持还原条件，从而能够保证氯金酸被还原完全。发明人在大量试验中发现：通过控制氢氧化钠溶液和氯金酸溶液的比例，使反应体系ph值保持在5.0-6.0之间时，所制得的金纳米颗粒的平均粒径在10nm以下。

本发明所采用的三七提取液方便易得、价格低廉、且没有毒性，以其作为还原剂代替以往使用的化学试剂（柠檬酸钠、硼氢化钠、硫醇、油胺等），对纳米颗粒的分散性好，可以制备出极小的纳米颗粒，且不会造成环境污染，所制备的金纳米颗粒表面不会产生有毒化学试剂残留，且表现出了明显的光学信号，因此合成的金纳米可以应用于生物医药领域。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明的制备工艺简单、条件温和、环境友好，无化学试剂残留，为金纳米颗粒在生物医学领域的应用奠定了基础。

附图说明

图1是实施例1中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟后获取的反应液照片。

图2是实施例1中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟后获取样品离心后测其紫外-可见吸收光谱（uv-vis.）图；

图3是实施例1中反应时间为20分钟时所得到的金纳米的透射电子显微镜图；

图4是实施例1中反应时间为20分钟时所得到的金纳米的x-射线衍射谱图；

图5是实施例2中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟后获取的反应液照片。

图6是实施例2中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟后获取样品离心后测其紫外-可见吸收光谱（uv-vis.）图；

图7是实施例2中反应时间为20分钟时所得到的金纳米的透射电子显微镜图；

图8是实施例2中反应时间为20分钟时所得到的金纳米的能谱图（edx）。

具体实施方案

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，本领域技术人员应该理解，实施例和附图只是为了更好地理解本发明，并不用来做出任何限制。

下面各实施例中所使用的三七提取液的制备过程为：将三七加入到去离子水中加热至沸腾5min，并以8000rpm离心5min两次制得0.58mol/l的三七提取液。

氯金酸溶液制备过程为：将氯金酸晶体溶解于去离子水中形成0.1mol/l氯金酸溶液。

氢氧化钠溶液制备过程为：将氢氧化钠晶体溶解于去离子水中形成0.01mol/l氢氧化钠溶液。

实施例1

（1）用去离子水将所用玻璃容器进行洗涤；

（2）取10ml三七提取液和15ml去离子水放入烧瓶，再加入200μl的氢氧化钠溶液并加热至沸腾，沸腾5分钟；

（3）加入100μl的0.1mol/l的氯金酸溶液在烧瓶中，测试ph值为5.75，在沸腾条件下反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟后取样。样品照片如图1。

（4）对上述不同反应时间后所取得的样品在8000rpm离心10分钟，将所得沉淀物在40-50℃下干燥10分钟后即得金纳米颗粒。

图2为采用日本岛津公司的uv-2600型紫外分光光度计对上述反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟所得样品离心后测其紫外-可见吸收光谱（uv-vis.）图。金纳米产生的吸收峰均在516nm左右，产生明显的等离子共振信号，可做进一步的生物应用。

图3为采用日本电子公司的jem-2100f型场发射透射电子显微镜对上述反应20分钟所得的金纳米进行表征的tem图。可以明显的看出所得金纳米颗粒呈现类球型。其余的2分钟、5分钟、15分钟、20分钟所制得的样品的形貌与15分钟获得的金纳米颗粒类似，其平均直径均为6nm左右。

图4为采用日本株式会社的d/max-2600pc型x-射线衍射仪对上述反应15分钟所得的金纳米颗粒进行表征的谱图，与金的标准图谱非常吻合，进一步说明了反应合成了金纳米。

实施例2

（1）用去离子水将所用玻璃容器进行洗涤；

（2）取10ml三七提取液和15ml去离子水放入烧瓶，再加入100μl的氢氧化钠溶液并加热至沸腾加热至沸腾，并让其沸腾10分钟；

（3）加入100μl氯金酸溶液在烧瓶中，测试ph值为5.25，在沸腾条件下反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟后取样。样品照片如图5。

（4）对上述不同反应时间后所取得的样品在8000rpm离心10分钟，将所得沉淀物在40-50℃下干燥10分钟后即得金纳米颗粒。

图6为采用日本岛津公司的uv-2600型紫外分光光度计对上述反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟所得样品离心后测其紫外-可见吸收光谱（uv-vis.）图。金纳米颗粒产生的吸收峰均在520nm左右，产生明显的等离子共振信号。

图7为采用日本电子公司的jem-2100f型场发射透射电子显微镜对上述反应20分钟所得的金纳米颗粒进行表征的结果。可以明显看出所得的金纳米颗粒呈现类球型。其余的2分钟、5分钟、10分钟、15分钟所制得的样品的形貌与20分钟的金纳米类似，其平均直径均为7nm左右。

图8为采用日本电子公司edaxfalcons60型能谱仪对上述反应10分钟所得金纳米颗粒的edx图谱，可以明显的看出反应所得的纳米颗粒的成分为金元素。cu为测试中所用的铜网成分，不是纳米颗粒所包含的杂质。

上述实施例虽然只是列举了实验室规模的反应，但本领域技术人员应该理解，本发明的方法同样适用于工业规模的反应。