贵金属纳米颗粒的表面等离子共振效应[1]、尺寸效应[2]、表面效应[3]以及介电限域效应[4]等因素使其具有独特的光、电和催化等特性
因此,贵金属纳米颗粒在生物医学检测[5,6]、环境能源[7]、生物传感[8]、光通讯[9]以及表面增强拉曼[10]等领域得到了广泛的应用
近年来,随着纳米技术的发展贵金属纳米颗粒的制备、特性和应用成为相关领域的研究重点
因此,制备形貌可控、性能优越的贵金属纳米颗粒极为重要
各向异性金纳米棒,是近年来研究得较为深入的一种贵金属纳米颗粒
目前,制备金纳米棒的主要方法有模板法[11]、光诱导法[12]、电化学法[13]和种子生长法[14]
模板法使用合适的模板制备目标纳米颗粒,但是产率较低且制备过程繁杂
光诱导法是在使用特定的反应溶剂条件下对生长溶液进行不同波长的光辐射,但是生长的金纳米棒形貌不均一且稳定性较差
电化学法是对反应溶液施加电场制备金纳米棒,但是重复性不高、合成工序复杂且不可控
在种子生长法中颗粒的成核和生长分别进行,使产物的产率、形貌均匀性比较高[15]
使用种子生长法合成金纳米棒,可通过改变生长液中各反应参量调控其形貌和尺寸
鉴于此,本文研究生长液中AgNO3、CTAB、籽晶用量对金纳米棒形貌及产率的影响,优化反应条件以合成形貌均一、产率高、分散性好、重复性高的金纳米棒
1 实验方法1.1 金种子的制备
用分析天平(型号为PX84ZH)称取0.3553 g (0.1 mol/L)的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,分析纯)溶于9.75 mL的纯水中,然后将浓度为0.01 mol/L的氯酸金(HAuCl4·3H2O,分析纯)溶液0.25 mL与上述溶液充分混合呈黄色溶液,在用磁力加热搅拌器(型号为85-2型)剧烈搅拌下快速加入冰水现配的0.01 mol/L硼氢化钠(NaBH4,分析纯)溶液0.6 mL,溶液颜色由黄色变为茶棕色表明金种子形成,搅拌2 min后得到金种溶液,将其在室温下静置2-4 h得到金种子
金种子制备流程,如图1所示
图1
图1制备晶种溶液的流程图
Fig.1A Schematic diagram for the preparation of gold seed solution
1.2 金纳米棒的合成
制备长径比为3.8的小型金纳米棒
用用分析天平称取0.328 g (0.1 mol
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