金纳米粒子的制备及其应用研究

第１卷第４期　２　０　０　７年ｌ　２月　材料研究与应用　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｖｏ１．１．ＮＯ．４　

Ｄｅｃ．２　０　０　７　

文章编号：ｌ６７３—９９８ｌ（２００７）０４—０２７７—０４　

制备金纳米粒子的研究进展　

殷焕顺，艾仕云，汪建民　

（山东农业大学化学与材料科学学院．山东泰安　２７１０１８）　

摘要：对采用化学还原法、模板法、光化学法、电化学法、微乳液法、微波法等方法合成纳米金的研究　

进展及其在催化材料、电极修饰材料、生化分析材料、传感材料等方面的应用进行了评述．　

关键词：纳米材料；金；制备；应用　中图分类号：ＴＱ０７３　文献标识码：Ａ　

金属纳米粒子的主要制备方法有物理法和化学　

法，其中物理法主要有真空蒸镀法、软着陆法、电分　

散法和激光消融法等，化学法主要有氧化还原法、电　

化学法、晶种法、溶胶法、微乳液法、相转移法、模板　

法、微波法和光化学法等．金纳米粒子具有优异的导　

电性、良好的稳定性以及小尺寸效应、表面效应、光　

学效应及催化特性等，使得它在光学探针、电化学探　

针、传感器、ＤＮＡ检测、葡萄糖传感器、组织修复、催　

化剂、药物传递及表面增强拉曼散射等方面得到了　

应用．　

１　金纳米粒子的制备方法　

１．１　氧化还原法　

该法通常是在含有高价金离子的溶液中加人还　

原剂，金离子被还原而聚集成纳米粒子．所用的还原　

剂主要有磷、柠檬酸三钠、硼氢化钠、十六烷基苯胺、　

聚乙二醇、聚苯胺和二甲胺硼烷等．　

１９９９年，Ｈｅｎｇｌｅｉｎ　Ａ等人Ｌ１］以柠檬酸三钠为还　

原剂，在热的水溶液中将［ＡｕＣ１　］一还原为ｌ５～　

２０　ｎｍ的金纳米微粒．他们同时发现，金纳米粒子在　

溶液中具有一定的聚集作用，如果在该反应体系中　

没有加入其它稳定剂，还原剂柠檬酸三钠及其氧化　

产物起到一定的稳定作用．Ｙｏｎｅｚａｗａ等人　以氟化　

收稿日期：２００６一ＩＯ～３Ｏ　作者简介：殷焕顺（１９７９一），男，辽宁大连人，讲师，硕士　烷醇类化合物为稳定剂用ＮａＢＨ　还原ＥＡｕＣ１　］Ⅷ，　

８　四川化工　第１４卷２０１１年第３期　

金纳米粒子的制备及袁征研究　

王静易中周李自静　

（红河学院理学院，云南蒙自，６６１１００）　

摘　要　

以氯金酸为原料，柠檬酸钠为保护剂，成功制备出金纳米粒子，并应用透射电镜和紫外一可见分　

光光度计对该实验样品进行了表征，结果表明此类纳米粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。　

关键词：纳米金制备表征　

１　引言　

金纳米粒子的制备已经报道了许许多多的方　

法，其中以柠檬酸盐做稳定剂和还原剂的化学合成　

是最为经典的。控制Ａｕ（ＩＩＩ）和柠檬酸盐的比例，　

ＦｒｅｎｓＥ　］获得了不同尺寸的单分散金纳米粒子，最小　

粒径为１２　ｎｍ。这一方法目前已经被广泛使用。由　

于柠檬酸盐稳定的Ａｕ纳米粒子无细胞毒性，在生　

物医学领域中具有广泛的应用。另一方面，人们为　

获得单分散或更小尺寸具有生物相容性的胶体金纳　

米粒子，使用壳聚糖、多巴胺、氨基酸、环糊精等做稳　

定剂和表面修饰的制备研究也有报道０　。此类报　

道主要是针对体系中的保护剂做改变，方法类似，但　

是所制备金纳米颗粒尺寸不是很均匀，分散性较差。　

采用柠檬酸钠水溶液体系制备Ａｕ纳米粒子，　

不用加入制备纳米金胶体时常用的高分子聚合物保　

护剂ＰＶＡ（聚乙烯醇）、ＰＶＰ（聚乙烯吡咯烷酮）等，　

并且柠檬酸钠对人体无毒副作用。在本研究中提出　

了一种简单的Ａｕ纳米粒子的化学制备方法。通过　

对胶体溶液ＵＶ－Ｖｉｓ吸收光谱和粒子的ＴＥＭ表　

征，获得了良好球形和单分散的金纳米粒子，并且尺　

寸比其他文献所报道的小，平均粒径只有７—８ｎｍ。　

同时对金纳米粒子成核机理进行了探讨。　

２　实验部分　２．１试剂与仪器　

ＨＡｕＣｌ　溶液；用王水溶解９９．９９　纯金制备；　

柠檬酸钠（分析纯，天津市化学试剂一厂）；水为石英　

蒸馏器蒸馏的二次水。　

仪器：Ｌａｍｂｄａ　９００　ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ光谱仪（Ｐｅｒ—　

ｋｉｎ　Ｅｌｍｅｒ公司）；ＪＥＭ－２０００　ＥＸ透射电子显微镜。　

２．２　Ａｕ纳米粒子制备　

超小金纳米粒子及其合成方法

超小金纳米粒子是指直径通常小于3纳米的金纳米颗粒，具有独特的光学、电子、催化和生物活性等性质。

超小金纳米粒子（AuNPs）在纳米科技领域有着举足轻重的地位。由于它们的尺寸极小，甚至小于2纳米，这让它们拥有了与宏观尺度金材料截然不同的性质。这些纳米粒子在生物医学领域中尤其受到关注，因为它们可以作为传感器的信号放大剂或标记物，提高检测生物分子、细胞、病毒等的灵敏度和选择性。

关于超小金纳米粒子的合成方法，主要有硫锚定方法、两亲性嵌段聚合物包裹法、柠檬酸钠还原法和晶体种子生长法等。具体如下：

1. 硫锚定方法：通过Pt与碳基体中S原子之间的强烈化学相互作用来抑制纳米颗粒的烧结，从而在高温下形成平均尺寸小于5 nm的原子有序的纳米颗粒。

2. 两亲性嵌段聚合物包裹法：这种方法涉及使用两亲性嵌段聚合物作为外层包裹材料，金粒子位于中心。这种合成方法可以有效地控制纳米粒子的大小和稳定性。

3. 柠檬酸钠还原法：这是一种经典的合成金纳米粒子的方法，通过使用柠檬酸钠作为还原剂和稳定剂，可以在水溶液中制备不同粒径的纳米金。不过，这种方法通常用于制备粒径在100 nm以下的球状纳米金，对于更小的金纳米粒子则有一定的局限性。

4. 晶体种子生长法：通过使用较小的金胶体颗粒作为种子，可以控制合成出具有特定形状、尺寸、组成和结构的金纳米粒子。这种方法允许人们对金纳米粒子的生长进行精确的控制。

总的来说，超小金纳米粒子因其独特的物理化学性质而在多个领域展现出广泛的应用潜力，而合成这些纳米粒子的方法也在不断地发展和完善，以满足不同应用的需求。

- 1 - 金纳米粒子的制备柠檬酸钠的作用

本文将介绍金纳米粒子的制备过程中，柠檬酸钠所扮演的重要角色。首先，柠檬酸钠的化学性质和作用原理将被简要介绍，随后将详细描述其在金纳米粒子制备过程中的作用。

金纳米粒子是一种具有广泛应用前景的纳米材料。其制备过程一般采用还原剂将金离子还原成金原子，并在合成过程中添加某些辅助剂，以控制粒子的尺寸、形态和分散度等性质。其中，柠檬酸钠作为一种弱还原剂和稳定剂，被广泛应用于金纳米粒子的制备中。

具体来说，柠檬酸钠的还原能力较弱，可以在制备过程中缓慢地还原金离子，从而控制金纳米粒子的尺寸和形态。同时，柠檬酸钠还可以通过与金纳米粒子表面的化学官能团发生配位作用，使其表面负电性增强，从而防止粒子的聚集和沉淀，提高粒子的分散度和稳定性。

此外，柠檬酸钠还可以通过与金纳米粒子表面形成的稳定层之间的静电作用力，促进粒子之间的相互作用，从而形成具有一定排列顺序的金纳米结构。这种结构在光学、电子学等领域具有重要应用价值。

综上所述，柠檬酸钠在金纳米粒子的制备中扮演着至关重要的角色，其作用涉及到金纳米粒子的形态、尺寸、分散度和稳定性等方面。因此，对柠檬酸钠及其作用原理有深入的了解和掌握，对金纳米粒子的制备和应用具有重要意义。