wsw還原法制備納米金溶膠.ppt

1、2020/8/8,1,還原法制備金納米材料,wsw 100420098,2020/8/8,2,概述,貴金屬膠體在光學(xué)材料、光催化、 微電極反應(yīng)、 貴金屬漿料,生物工程及醫(yī)藥、 催化工業(yè)和微電子工業(yè)等方面有很大的應(yīng)用。 例如：納米金顆粒以其良好的穩(wěn)定性、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、光學(xué)效應(yīng)以及獨(dú)特的生物親和性，在許多領(lǐng)域顯示出了潛在的應(yīng)用價值。,2020/8/8,3,納米粒子制備方法,2020/8/8,4,液相氧化還原法,原理：在穩(wěn)定劑存在的條件下，往金屬離子溶液中加入氧化劑或都還原劑，使金屬單質(zhì)析出，并均勻地分散在穩(wěn)定劑中，再選擇適當(dāng)?shù)妮d體將其附載下來。 穩(wěn)定劑的作用1： 1.包覆在反應(yīng)生成的顆粒表

2、面，使制得的粒子穩(wěn)定存在。 2. 限制和控制粒子的尺寸。通過改變穩(wěn)定劑的用量及氧化劑或還原劑的用量來控制粒子的尺寸。,2020/8/8,5,還原法制備金納米材料,原料 金屬離子溶液： 氯金酸（HAuCl4)； 穩(wěn)定劑： 聚乙烯吡咯烷酮（PVP），檸檬酸鈉，烷基胺 （如C18NH2），硫醇等； 還原劑： 硼氫化鈉2，草酸，HEPES緩沖溶液等。,2020/8/8,6,例1： 保護(hù)還原法制備納米金溶膠3,主要試劑： HAuCl4 、 草酸、 氨水、 PVP（K30）。 制備： 1.在HAuCl4和PVP混合溶液中滴入Na2C2O4； 2.在Na2C2O4和PVP混合溶液中滴入HAuCl4。,202

3、0/8/8,7,影響金納米顆粒大小的因素,影響金納米顆粒的大小有： 加入方式，溶液pH值，保護(hù)劑用量，還原劑用量，攪拌速度等。 1.加入方式 采用第一種加入方式得到的金納米顆粒比較小。,2020/8/8,8,2.pH值的影響,圖1 pH值與金納米顆粒的關(guān)系,pH小于4時基本上不反應(yīng)。pH大于6時，得到的顆粒過大，一般是一些團(tuán)聚體。pH選擇4-5比較適宜。,2020/8/8,9,3.保護(hù)劑的用量,圖2 保護(hù)劑/Au質(zhì)量對粒度影響,當(dāng)保護(hù)劑與金質(zhì)量比為1:1時，得到的納米金的粒度較小，此時保護(hù)劑能使金顆粒很好地包覆。 保護(hù)劑用量過少：不能有效地將金顆粒包覆，使金顆粒相互粘結(jié)合顆粒變大。 保護(hù)劑用量

4、過大：很可能由于過剩的保護(hù)劑間相互粘結(jié)，帶動金屬顆粒之間相互團(tuán)聚。,2020/8/8,10,4.還原劑的用量,圖4 還原劑/Au質(zhì)量對粒度的影響,當(dāng)還原劑與金質(zhì)量比值為3:1時為較佳的條件。其比值大于3時對于粒度的影響不大。 理論上，還原劑與金的質(zhì)量比約為1:1.5時為等當(dāng)量反應(yīng)，但是過量的草酸鈉可以起到一定的保護(hù)劑的作用，所以一般加入過量的保護(hù)劑。,2020/8/8,11,例2：HEPES緩沖溶液中制備納米金顆粒4,主要試劑：HEPES緩沖溶液，PVP，HAuCl4。 HEPES（N-(2-羥乙基)哌嗪-N-2-乙烷磺酸）是一種氫離子緩沖劑，同時在反應(yīng)中可以作為還原劑和穩(wěn)定劑。 使用PVP作

5、為表面活性劑能得到粒徑分布較窄的單分散球形金納米顆粒。,2020/8/8,12,制備方法,樣品a：往HAuCl4溶液滴入HEPES緩沖溶液。 樣品b：往HAuCl4溶液中滴入含有PVP的HEPES緩沖溶液。 樣品c：往HAuCl4溶液中滴入含有PEG的HEPES緩沖溶液。,2020/8/8,13,由于HEPES內(nèi)含有哌嗪環(huán)可以產(chǎn)生N自由基，通過吸附作用能有效阻止金晶核長大以及顆粒間團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，可以得到單分散球形納米金溶膠顆粒。 在PVP存在的條件下，可以得到大小均一，粒徑分布范圍窄，且穩(wěn)定性好的納米金顆粒 而在PEG存在的條件下得到了團(tuán)聚的納米金顆粒,2020/8/8,14,液相氧化還原法優(yōu)點(diǎn)： 制備的金納米顆粒最小可達(dá)幾納米，操作簡單，容易控制。 缺點(diǎn)： 缺點(diǎn)是反應(yīng)后所得到的金納米顆粒不易轉(zhuǎn)移和組裝，而且容易包含雜質(zhì)。,2020/8/8,15,參考文獻(xiàn),1姚玉峰.憎水性納米金的制備、表征與形貌控制D.江蘇：揚(yáng)州大學(xué). 2謝娟,王延吉,李艷廷,趙新強(qiáng),魏雨.粒徑可控納米金的制備及表征J.黃金.2008, 29(7):3-6. 3蘭新哲,金志浩,趙西成 ,茍林峰.保護(hù)還原法制備納米金溶膠J.稀有金屬材料與工程,2003,2