專利名稱：一種納米金粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以復(fù)合高分子化合物為保護(hù) 劑，并以微波為加熱手段的納米金粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
納米技術(shù)的飛速發(fā)展為納米粒子在生命科學(xué)和生物分析中的應(yīng)用開辟了新的方 向。由于其獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，納米粒子引起了科學(xué)工作者的極大關(guān)注，其在化學(xué)和生 物傳感方面的應(yīng)用也越來越多。納米金粒子以其良好的穩(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)域都顯示出了極大的應(yīng)用價(jià)值。通過簡(jiǎn)便的方法制備出單分散性好、粒徑 可控且均一度高的納米金粒子一直是重要的研究熱點(diǎn)。納米粒子由于尺寸小，其穩(wěn)定性較差，制備及儲(chǔ)存過程中極易受到各種因素的影 響，使得最終的產(chǎn)品粒徑均一度下降。水溶性高分子化合物具有膠體保護(hù)作用，故在制備過 程中加入高分子保護(hù)劑，可以提高納米金粒子在水溶液中的穩(wěn)定性。現(xiàn)有的制備方法多以 常規(guī)熱源加熱，加熱時(shí)間都較長(zhǎng)，而反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)于納米金粒子的制備越不利，其制備 得到的金粒子在均一度上不夠理想。微波加熱迅速均勻，不需熱傳導(dǎo)過程，具有自動(dòng)熱平穩(wěn) 性能，可避免過熱；且由于含有水分的物質(zhì)極易直接吸收微波而發(fā)熱，沒有經(jīng)過其他中間轉(zhuǎn) 換環(huán)節(jié)，因此除少量的傳輸損耗外幾乎無其他損耗，能比一般常規(guī)加熱省電約30%-50%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于基于現(xiàn)有納米金制備技術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)、產(chǎn)品穩(wěn)定性有待提高的 問題，本發(fā)明提供一種以復(fù)合高分子化合物為保護(hù)劑的納米金微波輔助制備方法，利用微 波加熱快速且均勻的特點(diǎn)縮短產(chǎn)品制備周期，同時(shí)利用有機(jī)高分子保護(hù)劑聚乙烯吡咯烷酮 和聚乙二醇共同作用下表現(xiàn)出來的協(xié)同保護(hù)作用，以及十六烷基三甲基溴化銨的粒徑控制 作用，實(shí)現(xiàn)快速制備粒徑均勻可控的納米金粒子。本發(fā)明的納米金粒子的制備方法，包括以下步驟1、將聚乙烯吡咯烷酮溶液、聚乙二醇溶液與氯金酸水溶液混合均勻；2、采用微波反應(yīng)器加熱，攪拌，加入檸檬酸鈉溶液，反應(yīng)后得到納米金溶液；3、加入十六烷基三甲基溴化銨溶液阻止納米金的增長(zhǎng)，；4、通過低速及高速離心分離得到納米金粒子。所述的氯金酸溶液的濃度為50-200 μ g/mL，用量為100_200mL。所述的檸檬酸鈉溶液濃度為0. 01-0. 04g/mL，用量為l_20mL。所述的聚乙烯吡咯烷酮溶液的濃度為0. 01-0. 02g/mL，用量為5_20mL。所述的聚乙二醇溶液的濃度為0. 01-0. 03g/mL，用量為5_20mL。所述的十六烷基三甲基溴化銨溶液的濃度為0. 01-0. 02g/mL，用量為5_40mL。所述的微波反應(yīng)器的功率為300-650W。
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所述的攪拌速度為100-300r/min。上述步驟2的具體操作如下將聚乙烯吡咯烷酮溶液、聚乙二醇溶液與氯金酸水 溶液混合均勻，采用微波反應(yīng)器加熱，攪拌，1. 5分鐘后溶液沸騰，快速加入檸檬酸鈉溶液， 在攪拌條件下繼續(xù)微波反應(yīng)，5-10分鐘后停止反應(yīng)，得到納米金溶液。本發(fā)明得到粒徑在15-60nm，并且粒徑分布集中的球形納米金粒子。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明提供了一種制備納米金粒子的方法，通過改變檸檬酸 鈉與氯金酸溶液的比例，可以得到不同粒徑的納米金粒子；在兩種保護(hù)劑的協(xié)同作用下，納 米金粒子在制備以及儲(chǔ)存過程中都受到保護(hù)，其穩(wěn)定性大大提高；十六烷基三甲基溴化銨 可以使納米金粒子在反應(yīng)終止以后不再增長(zhǎng)，從而達(dá)到準(zhǔn)確控制納米金粒子粒徑分布的作 用。本發(fā)明提供利用微波反應(yīng)制備納米金粒子的方法，與常規(guī)加熱方法相比，微波可 以直接對(duì)反應(yīng)溶液的分子產(chǎn)生熱效應(yīng)，加熱過程由內(nèi)至外，反應(yīng)溶液受熱均勻快速。因此， 微波反應(yīng)省去了預(yù)熱、加熱的時(shí)間，制備過程所需時(shí)間從常規(guī)的四十五分鐘可以被縮短至 二十分鐘以內(nèi)，大大降低了制備過程中納米金粒子所受到的不良影響。


圖1為以本發(fā)明的方法制備的幾種不同粒徑的納米金粒子的透射電鏡圖。其中， A 是 15nm ；B 是 40nm ；C 是 60nm。圖2為圖1中A、B、C納米金粒子對(duì)應(yīng)的紫外可見吸收光譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 在三口燒瓶中加入濃度為100μ g/mL的氯金酸溶液IOOmL,加入聚乙烯吡咯烷酮 溶液10mL、聚乙二醇溶液10mL。將三口燒瓶放入微波反應(yīng)器反應(yīng)，設(shè)定微波功率為650W， 1. 5分鐘后溶液沸騰?？焖偌尤霛舛葹?. 02g/mL的檸檬酸鈉溶液2mL，在300r/min的攪拌 下繼續(xù)微波反應(yīng)，微波功率為325W，5分鐘后停止反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加入IOmL的十六烷 基三甲基溴化銨溶液終止反應(yīng)。最后將反應(yīng)溶液通過高速離心機(jī)進(jìn)行l(wèi)OOOr/min的低速離 心，取上層清液再進(jìn)行l(wèi)lOOOr/min的高速離心，其下層沉淀用二次蒸餾水洗滌得到產(chǎn)品， 其粒徑為15nm。實(shí)施例2 在三口燒瓶中加入濃度為ΙΟΟμ g/mL的氯金酸溶液IOOmL,加入聚乙烯吡咯烷酮 溶液10mL、聚乙二醇溶液10mL。將三口燒瓶放入微波反應(yīng)器反應(yīng)，設(shè)定微波功率為650W， 1. 5分鐘后溶液沸騰?？焖偌尤霛舛葹?. 02g/mL的檸檬酸鈉溶液4mL，在200r/min的攪拌 下繼續(xù)微波反應(yīng)，微波功率為390W，6分鐘后停止反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加入IOmL的十六烷 基三甲基溴化銨溶液終止反應(yīng)。最后將反應(yīng)溶液通過高速離心機(jī)進(jìn)行l(wèi)OOOr/min的低速離 心，取上層清液再進(jìn)行l(wèi)lOOOr/min的高速離心，其下層沉淀用二次蒸餾水洗滌得到產(chǎn)品， 其粒徑為40nm。實(shí)施例3 在三口燒瓶中加入濃度為ΙΟΟμ g/mL的氯金酸溶液IOOmL,加入聚乙烯吡咯烷酮溶液10mL、聚乙二醇溶液10mL。將三口燒瓶放入微波反應(yīng)器反應(yīng)，設(shè)定微波功率為650W， 1. 5分鐘后溶液沸騰。快速加入濃度為0. 02g/mL的檸檬酸鈉溶液lmL，在lOOr/min的攪拌 下繼續(xù)微波反應(yīng)，微波功率為325W，8分鐘后停止反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加入20mL的十六烷 基三甲基溴化銨溶液終止反應(yīng)。最后將反應(yīng)溶液通過高速離心機(jī)進(jìn)行l(wèi)OOOr/min的低速離 心，取上層清液再進(jìn)行l(wèi)lOOOr/min的高速離心，其下層沉淀用二次蒸餾水洗滌得到產(chǎn)品， 其粒徑為60nm。
權(quán)利要求
一種納米金粒子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將聚乙烯吡咯烷酮溶液、聚乙二醇溶液與氯金酸水溶液混合均勻；2)采用微波反應(yīng)器加熱，攪拌，加入檸檬酸鈉溶液，反應(yīng)后得到納米金溶液；3)加入十六烷基三甲基溴化銨溶液阻止納米金的增長(zhǎng)，；4)通過低速及高速離心分離得到納米金粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，所述的氯金酸溶液的 濃度為 50-200 μ g/mL，用量為 100_200mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，所述的檸檬酸鈉溶液 濃度為 0. 01-0. 04g/mL，用量為 l_20mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，所述的聚乙烯吡咯烷 酮溶液的濃度為0. 01-0. 02g/mL，用量為5_20mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，所述的聚乙二醇溶液 的濃度為0. 01-0. 03g/mL，用量為5_20mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，所述的十六烷基三甲 基溴化銨溶液的濃度為0. 01-0. 02g/mL，用量為5_40mL。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，所述的微波反應(yīng)器的 功率為300-650W。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，所述的攪拌速度為 100-300r/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金粒子的制備方法，其特征在于，將聚乙烯吡咯烷酮溶 液、聚乙二醇溶液與氯金酸水溶液混合均勻，采用微波反應(yīng)器加熱，攪拌，1. 5分鐘后溶液沸 騰，快速加入檸檬酸鈉溶液，在攪拌條件下繼續(xù)微波反應(yīng)，5-10分鐘后停止反應(yīng)，得到納米 金溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在微波作用下，用復(fù)合高分子保護(hù)劑制備納米金粒子的方法。其過程為將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇復(fù)合保護(hù)劑與氯金酸溶液混合，在微波反應(yīng)器中，以檸檬酸鈉為還原劑，快速地將氯金酸溶液還原成納米金粒子。微波反應(yīng)結(jié)束后加入十六烷基三甲基溴化銨阻止納米金粒子的增長(zhǎng)，最終產(chǎn)物分離后用水洗滌，得到粒徑在15-60nm并且粒徑分布集中的球形納米金粒子。以聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇作復(fù)合保護(hù)劑，所得到的納米金粒子粒徑均勻，產(chǎn)品穩(wěn)定性好；微波法制備納米金粒子的全過程只需不到二十分鐘，提高了反應(yīng)速率，為納米金粒子的制備提供了新的途徑，制得的納米金粒子可用于生物醫(yī)藥檢測(cè)及生化制品中。
文檔編號(hào)B22F9/24GK101934379SQ201010505779
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者劉亮亮, 向娟, 陳曉青, 陳勝華 申請(qǐng)人:中南大學(xué)