步步种子法制备形态及尺寸可控的花状金纳米粒子

系统研究了以20 nm球形金纳米粒子为种子,抗坏血酸和HAuCl4为生长溶液,利用步步种子法制备花状金纳米粒子的方法。实验结果表明,抗坏血酸可以快速有效地使HAuCl4还原成Au0单体,并在反应溶液中形成小的金纳米粒子;采用步步种子法以抗坏血酸还原HAuCl4,通过球形金纳米种子的核生长过程使种子粒径增大,继而通过二次成核过程使金纳米粒子表面出现突起,最终形成粒径均一可控的花状金纳米粒子结构,通过改变抗坏血酸和种子溶液的加入量可以得到不同粒径及形态的花状金纳米粒子。该粒子由于较大的表面粗糙度和分支上的特殊电磁场效应,从而在表面增强荧光光谱中表现出良好的增强效果。     

抗坏血酸还原法制备金纳米花的机理

研究了以抗坏血酸和氯金酸为生长溶液制备金纳米花的反应机理. 结果表明, 通过改变生长溶液中抗坏血酸浓度可以调节小尺寸的初级金粒子在种子表面的聚集方式及金纳米花的熟化速度, 从而影响金纳米花的形貌和光学性质. 协同改变抗坏血酸浓度和pH值, 可实现对金纳米花形貌及光学性质的有效调控. 表面增强拉曼散射(SERS)性能评价结果表明, 抗坏血酸还原法制备的金纳米花表面较清洁, 对罗丹明6G有较好的拉曼增强效果.     

晶种法合成金溶胶过程中非球形粒子的抑制

羟胺晶种法制备金纳米粒子时会观察到少量的非球形粒子副产物.研究发现,反应试剂的比例以及试剂的加样顺序对非球形粒子的产生具有明显的影响.羟胺与金氯酸的摩尔比例([NH2OH]:[HAuCl4])较高时能够抑制非球形粒子的生成,较低时则生成较多的非球形粒子.不同的加样顺序使得加样过程中[NH2OH]:[HAuCl4]不同,也可以导致产物中非球形粒子含量的差异.基于以上发现,采用较大的NH2OH用量以维持反应过程中的[NH2OH]:[HAuCl4]比例在10～30左右,并采用适当的加样顺序(先将晶种同NH2OH混合,再加HAuCl4),从14 nm的晶种出发以逐步(step-by-step)的方式依次合成了平均粒径为26、57、81和130 nm的金纳米粒子,产物中基本不含非球形粒子,粒径可控，并具有良好的单分散性(RSD为～10％).     

柠檬酸辅助可控制备花状银粒子及其表面增强拉曼散射性能

以抗坏血酸为还原剂,柠檬酸为结构导向剂,一步还原硝酸银,合成了尺寸和形状可调的花状银颗粒。纳米粒子的粒径可在600～1 200 nm范围内调整,表面突起可达到10～25 nm。柠檬酸的化学性质在银纳米粒子合成多级花状银结构的过程中起着至关重要的作用。通过改变柠檬酸或抗坏血酸溶液的用量,银结构的各向异性形貌可以很容易地调节。以制备的多级花状银颗粒作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,对浓度为10~(-10)mol·L~(-1)的罗丹明6G(R6G)仍具有较高的检测灵敏度。     

气-液界面Au纳米粒子网状结构薄膜的制备及SERS性能研究

本研究通过自组装法在气-液界面得到Au纳米粒子网状结构,并通过进一步生长得到连续的Au纳米粒子网状结构薄膜.该方法无需加入任何诱导剂,在室温条件下即可得到稳定性良好的纳米金薄膜.通过改变HAuCl_4和AgNO_3相对用量、陈化时间等条件对网状结构薄膜的形成机理进行了研究.结果发现,AgNO_3用量对Au纳米粒子薄膜的形成至关重要,通过调控AgNO_3用量可以促进纳米金粒子间的融合并形成纳米链、进一步演化为纳米链网状结构.在初步形成的Au纳米粒子网状结构表面通过抗坏血酸还原进一步生长纳米金粒子,有利于形成较大面积、较好稳定性的纳米Au粒子网状结构薄膜.以对氨基苯硫酚(4-ATP)作为探针分子,研究表明,与未发生组装的金纳米粒子相比,自组装形成的Au纳米粒子网状结构薄膜对4-ATP具有较强的表面增强拉曼效应.     

嵌段聚合物修饰的金纳米粒子的制备及表征

通过RAFT合成聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)-b-聚(乙二醇甲基丙烯酸酯)嵌段共聚物(PGMA-bPMAPEG),再用半胱氨酸(Cys)使PGMA中的环氧基团开环,制备含有巯基的两亲水嵌段聚合物PMAPEG-bP(GMA-Cys)。并以其作为修饰剂,通过原位还原法使HAuCl4在NaBH4的还原下制备金/聚合物纳米复合粒子(Au@PMAPEG-b-P(GMA-Cys)NPs)。经FT-IR、UV-vis、TG、XRD、TEM和DLS表征,发现金纳米复合粒子呈均匀分散的球形,平均粒径约为10nm,在527nm处出现了金纳米粒子的表面等离子共振吸收峰,金约占总重量的49%。由于外层嵌段共聚物的修饰作用,金纳米复合粒子在室温下放置6个月未发生粒子间的聚集。     

金核银壳纳米粒子薄膜的制备及SERS活性研究

采用柠檬酸化学还原法制备金溶胶, 通过自组装技术在石英片表面制备金纳米粒子薄膜, 在银增强剂混合溶液中反应获得金核银壳纳米粒子薄膜. 用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同条件下制备的金核银壳纳米粒子薄膜的光谱特性和表面形貌, 并以结晶紫为探针分子测量了金核银壳纳米粒子薄膜的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, 金纳米粒子薄膜的分布、银增强剂反应时间的长短对金核银壳纳米粒子薄膜的形成均有重要影响. 制备过程中, 可以通过控制反应条件获得一定粒径的、具有良好表面增强拉曼散射活性的金核银壳纳米粒子薄膜.     

二苯胺磺酸钠还原法制备粒径可控的金纳米粒子

采用二苯胺磺酸钠还原四氯合金酸的方法,在室温条件下,用SDS(十二烷基硫酸钠)、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)作表面活性剂,成功地合成了金纳米粒子.分别讨论了还原剂二苯胺磺酸钠、表面活性剂(SDS、SDBS)及四氯台金酸的浓度等对金纳米粒子的粒径和形貌的影响.通过控制反应条件,可以合成出平均粒径大约为10、14、30、36nm的金纳米粒子.利用透射电镜(TEN)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对金纳米粒子进行了表征.研究结果表明不同的SDS或SDBS/HAuCl4的摩尔比,对金纳米粒子的尺寸大小有影响.     

酸碱度对金纳米结构形貌的调控及其机理研究

本文通过调节环境pH酸碱度改变聚电解质膜中氨基基团的键合状态,以控制聚电解质膜表面金纳米粒子的原位还原与自组装过程中的聚集行为,发现当聚电解质膜经pH为5.40的去离子水处理后可在其表面制备出片状金纳米结构;经pH为0.65的强酸溶液处理后,可在膜表面制备出树枝状的金纳米结构,且尺寸比pH为5.40条件下增大一倍;经pH为12.77的强碱溶液处理后,金纳米粒子的聚集状态发生改变,形成了球形纳米结构;对金纳米粒子形貌的调控机理进行了初步探讨.     

种子生长法制备Au-Ag纳米花

以金纳米花为种子, 抗坏血酸和硝酸银混合物作为生长溶液制备了Au-Ag纳米花. 当Ag/Au的摩尔比从0增加到0.3时, 银可以在Au种子表面沉积, 得到的Au-Ag纳米花光谱在592~518 nm之间连续可调, 同时纳米花的枝长逐渐减小; 而当Ag/Au摩尔比大于0.3时, 还原的银出现自成核现象. 与Au纳米花相比, Au-Ag纳米花体现出了更好的Raman增强活性.     

金纳米粒子的阳光光化学合成和晶种媒介生长

在柠檬酸盐-HAuCl4溶液体系中, 于高原太阳紫外线辐射下光化学合成了分散良好、尺寸分布窄的胶体金纳米粒子. 研究了溶液的酸度和太阳辐射条件对Au(Ⅲ)离子光化学还原反应速率和形成金纳米粒子尺寸的影响; 采用晶种媒介生长技术, 通过改变Au(0)/Au(Ⅲ)比合成了平均直径为4.9~9.7 nm的球形金粒子. 根据紫外-可见吸收光谱和透射电子显微镜的表征和分析, 讨论了光化学反应中自由基反应、金纳米粒子成核和生长机理.     

金纳米壳材料的可控制备及其SERS应用

采用种子介导生长法,以H_2O_2为还原剂介导金纳米壳的生长,并研究该生长过程中金纳米壳的表面结构与其SERS活性的关系。结果表明,随着还原剂H_2O_2浓度的增大,二氧化硅表面金纳米粒子不断长大,最终形成完整的金壳层,并伴随着SERS活性的不断增强,且控制材料的表面粗糙程度,可更大的增强其SERS活性。以此金纳米壳作为SERS基底可实现有机污染物的实时原位在线检测。     

Au-Ag合金纳米粒子制备及其表面增强拉曼光谱研究

首先采用柠檬酸钠法制得Au-Ag合金纳米种子, 然后采用盐酸羟胺生长法得到不同组成的Au-Ag合金纳米粒子. 在其UV-Vis光谱中只观察到一个位于单金属银和金之间的等离子体共振峰, 表明Au-Ag合金纳米粒子已经形成. TEM结果表明, 合金纳米粒子的粒径约为60 nm, 且颜色均一, 没有明显的核壳结构. 用苯硫酚(TP)作为探针分子研究了合金纳米粒子的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, SERS强度与合金纳米粒子的组成和尺寸有关. 当纳米粒子粒径一定时, 除Au25Ag75外, 随着金的增加SERS强度增强. Au25Ag75的粒径比Ag小, 导致SERS强度比Ag低. Au50Ag50和Au75Ag25加入TP分子后, 其聚集方式与Au相似, 等离子体共振峰逐渐靠近1064 nm, 金含量较高时, TP的SERS归于聚集体的等离子体共振增强的贡献.     

新形金纳米片的简单制备与生长机制

在室温(~30°C)条件下,氯金酸(HAuCl4)均匀混合在粘稠的表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)胶体(水为溶剂)中,HAuCl4可以被PVP还原,从而形成纳米片.本工作中,通过调整晶体生长条件,成功合成了大量新形貌的单晶金纳米片(厚度数十纳米,尺寸为数个微米).例如,在晶体生长初期阶段,通过引入温度变化(如降温10-20°C),形成的金纳米片主要是六角星形,并伴有盾状、内凹外凸的三角状、截角的、三叉的及多台阶等新形纳米片.结合理论计算,阐明了金纳米片的生长机制:在一定条件下,金(111)晶面不仅可以沿着110方向生长成为常规的三角或六角纳米片,还可以沿211、321等不同方向生长成含有更高指数侧面的新形金纳米片.     

金纳米棒制备中形貌调控的研究进展

金纳米粒子具有特征的表面等离子共振效应,能吸收和散射特定波长范围的光,有很高的应用价值.作为一种各向异性的金纳米粒子,棒状金纳米粒子的优点在于其等离子共振带的峰位置随粒子的形貌变化而改变,波长可控.目前,液相种子法是制备金纳米棒的最有效方法,但终产物的形貌仍然受到各种物理、化学因素的影响,如溶液浓度、还原剂种类、卤素离子、生长温度、种子用量、p H等,因此制备条件的优化及其生长规律的探究始终是金纳米棒研究的热点.同时,为更精确地控制金纳米棒的形貌,人们还试图对既有粒子做后期修整.本文将对近十多年来金纳米棒形貌控制及其原理方面的研究进行总结分析.     

盐酸羟胺络合法制备银溶胶及表面增强拉曼基底

报道了一种制备银溶胶的新方法.用紫外-可见光谱和透射电镜研究了银纳米粒子的形成过程、粒子形状及粒径分布.紫外光谱结果表明,在还原剂中加入碘化银溶胶后立即形成银纳米粒子,开始时粒子的粒径较小,很快聚集成较大的粒子.随着反应的进行,较大的粒子又逐渐碎裂为较小的粒子.同时,粒子的粒径分布逐渐变窄,说明银纳米粒子的形成过程也是粒子粒径均化的过程.透射电镜的研究结果表明,银纳米粒子为形状均一的球形,平均粒径约35nm.将这种银纳米粒子转移到固体基片上可得到活性较高的表面增强拉曼(SERS)基底.     

聚乙烯吡咯烷酮碱性水溶液中金纳米花的简易合成

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)兼作保护剂和还原剂在碱性水溶液中直接还原HAuCl₄制备出了60-80 nm的三维(3D)金纳米花. 产物的透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)图像显示, 金纳米花表面布满10-15 nm左右的纳米触角, X射线衍射(XRD)表征揭示产物为金的面心立方晶体, 选区电子衍射(SAED)花样说明金纳米花为多晶结构. 金纳米花的生长经历了三个关键步骤, 即初级纳米晶聚集成多脚状纳米粒子, 随后在合适的PVP/HAuCl₄浓度比及NaOH浓度下, 多脚状纳米粒子进一步聚集形成疏松的花状粒子, 最终经过Ostwald熟化形成致密的花状产物. 一定HAuCl₄浓度下PVP/HAuCl₄浓度比和NaOH浓度对产物的形貌影响显著, 因此通过同时调控合适的PVP/HAuCl₄浓度比和NaOH浓度, 就能得到适应各种应用需求的尺度可控和纳米触角形貌可控的金纳米花.     

Ag/Au纳米粒子的没食子酸还原制备及其共振瑞利散射光谱测定人血清总蛋白

以没食子酸为还原剂和稳定剂,用种子生长法制备出粒径均匀、单分散性和稳定性好、近球形的Ag/Au 核壳纳米粒子.高分辨透射电镜(HRTEM)与 X-射线能量色散光谱仪(EDX)测试表明,在Ag/Au摩尔比为1:1.6时,Au已完全包裹在Ag纳米粒子表面时,平均粒径为25 nm.以此摩尔比制备的Ag/Au核壳纳米粒子为探针...     

基于离心技术的金纳米粒子表面清洁方法和机理研究

本文发展了一种基于离心技术的清洗金纳米八面体表面十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附物的有效方法.选择合适的离心转速和离心次数,可以驱除金纳米八面体表面的CTAB分子.通过热失重分析、表面增强拉曼光谱和傅里叶红外光谱表征可以推测,金纳米八面体经合适的离心清洗后,表面残留的少量CTAB分子通过疏水作用由烷基长链与金表面形成(亚)单层吸附,同时,与金表面有强相互作用的溴离子发生脱附.溶剂水对CTAB的稀释在离心清洗金纳米八面体表面的过程中发挥着重要作用.金纳米粒子在离心场中的高速运动导致粒子周围双电层发生极化,极化双电层内产生的局部液流引起双电层内物质交换从而也影响了金纳米八面体表面的清洗效果.金纳米八面体在硫酸溶液和碱性硝酸铅溶液中的电化学研究表明,经过离心清洗的金纳米八面体可以直接应用于单晶电化学研究.     

金@银核壳纳米粒子的制备和形貌的精确控制及其表面增强拉曼光谱性能

用种子生长法制备了金@银核壳结构的纳米粒子。在制备过程中通过控制氯金酸的浓度和硝酸银的体积,得到了不同粒径的金核和不同厚度的银壳构成的核壳纳米粒子。从而得到了具有不同SERS性能的金@银核壳纳米粒子。选取具有最佳SERS性能的金@银核壳纳米粒子实现了对罗丹明6G的微量检测。