还原法制备纳米金溶胶
PVP保护还原法制备纳米金溶胶
PVP保护还原法制备纳米金溶胶
兰新哲;金志浩;赵西成;苟林峰
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2003(32)1
【摘要】采用草酸还原较高浓度HAuCl4溶液的方法,在PVP作保护剂的水溶液中,成功制备出了粒度平均为20nm～30nm且高度分散的金溶胶。
分别讨论了金溶胶制备过程中的各主要影响因素,如:pH值、还原剂浓度、保护剂用量及其加入方式等对金粒度分布与形状的影响。
研究表明,制备稳定的纳米金溶胶的较优条件为:适中搅拌,pH值为4～5,还原剂与溶液中金质量比3∶1,PVP与金质量比为1∶1,反应温度343K可制得粒度为20nm的金胶体。
把HAuCl4加入PVP与
Na2C2O4的混合液中是较好的加入方式。
【总页数】4页(P50-53)
【关键词】PVP保护还原法;制备;金溶胶;纳米金
【作者】兰新哲;金志浩;赵西成;苟林峰
【作者单位】西安交通大学;西安建筑科技大学,陕西西安710055;西安建筑科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.31
【相关文献】
1.分散剂PVP对液相还原法制备纳米铜粉的影响 [J], 黄钧声;任山;蔡俊威
2.PVP保护下纳米银颗粒的液相化学还原法制备及表征 [J], 王春霞;李英琳;徐磊
3.以三苯基膦为保护剂制备纳米金溶胶 [J], 邵霞;索掌怀
4.PVP保护下液相化学还原法制备纳米银颗粒研究 [J], 陈科;曾琦斐;唐琼;周崇文;伍雄飞
5.化学还原法制备纳米金溶胶方法研究 [J], 张聪惠;兰新哲
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柠檬酸还原法制备金溶胶中反应物配比和加料顺序的影响
备 的金 溶胶颗粒的尺寸相对小 ， 调整柠檬 酸钠和氯金酸 的物质 的量的 比值 ， 尺 寸在 ７ ． ２ ～１ ０ ． ４ ｎ ｍ调节， 且尺 寸分 布更 为均一 。
这 ２种 加 料 顺 序 制备 的 金 纳 米 颗 粒 均 为 多面 体 单 晶结 构 ， 说 明金 纳 米 颗 粒 具 有 相 似 的 生长 过 程 ，这 种 加 料 顺 序 对 金 溶 胶 尺 寸 及 其 分 布 的 影 响 主 要 与 氯 金 酸 根 和 柠 檬 酸 根 的发 生还 原 反 应开 始 时 金 离 子周 围的 ｐ Ｈ 环境有关。 关键词 ： 纳米粒子 ； 金； 柠檬酸还 原法 中 图分 类 号 ： ０６ ４ ８ ． １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ —２ ７ ８ ３ （ ２ ０ １ ５ ） １ ２ —１ ４ ５ ５ —０ ４
ｏ ｆ Ｅ ｃ ｏ — ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ６ ６ ０ ４ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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李 倩 茹 ， 郝 雄 文 ， 张耀 军Ｌ ， 王 轲 ， 李 东祥
纳米金的制备方法
纳米金的制备方法胶体金溶液的制备有许多种方法，其中最常用的是化学还原法，基本的原理是向一定浓度的金溶液内加入一定量的还原剂使金离子变成金原子。
目前常用的还原剂有：白磷、乙醇、过氧化氢、硼氢化钠、抗坏血酸、枸橼酸钠、鞣酸等，下面分别介绍制备不同大小颗粒的胶体金溶液。
一、制备胶体金的准备(一)玻璃器皿的清洁制备胶体金的成功与失败除试剂因素以外玻璃器皿清洁是非常关键的一步。
如果玻璃器皿内不干净或者有灰尘落入就会干扰胶体金颗粒的生成，形成的颗粒大小不一，颜色微红、无色或混浊不透明。
我们的经验是制备胶体金的所有玻璃器皿先用自来水把玻璃器皿上的灰尘流水冲洗干净，加入清洁液(重铬酸钾1000g,加入浓硫酸2500ml，加蒸馏水至10000ml)浸泡24h，自来水洗净清洁液，然后每个玻璃器皿用洗洁剂洗3～4次，自来水冲洗掉洗洁剂，用蒸馏水洗3～4次，再用双蒸水把每个器皿洗3～4次，烤箱干燥后备用。
通过此方法的处理玻璃器皿不需要硅化处理，而直接制备胶体金。
也可用已经制备的胶体金溶液，用同等大不颗粒的金溶液去包被所用的玻璃器皿的表面，然后弃去，再用双蒸水洗净，即可使用，这样效果更好，因为减少了金颗粒的吸附作用。
(二)试剂的配制要求(1)所有配制试剂的容器均按以上要求酸处理洗净，配制试剂用双蒸馏水或三蒸馏水。
(2)氯化金(HauCl4水溶液的配制：将lg的氯化金一次溶解于双蒸水中配成1%的水溶液。
放在4”c冰箱内保存长达几个月至1年左右，仍保持稳定。
(3)白磷或黄磷乙醚溶液的配制：白磷在空气中易燃烧，要格外小心操作。
把白磷在双蒸水中切成小块，放在滤纸上吸于水份后，迅速放入已准备好的乙醚中去，轻轻摇动，等完全溶解后即得饱和溶液。
储藏于棕色密闭瓶内，放在阴凉处保存。
二、制备胶体金的方法和步骤(一)白磷还原法1.白磷还原法(z Sigmondy 1905年)(1)取1%的HAuCl4水溶液1ml，加双蒸水99ml配成0.01%的HAuCl4水溶液。
胶体金(纳米金Gold Nanoparticles)的制备步骤和注意事项
胶体金（纳米金Gold Nanoparticles）的详细制备步骤和注意事项胶体金的制备一般采用还原法，常用的还原剂有柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等。
下面介绍最常用的制备方法及注意事项。
１、玻璃容器的清洁：玻璃表面少量的污染会干扰胶体金颗粒的生成，一切玻璃容器应绝对清洁，用前经过酸洗、硅化。
硅化过程一般是将玻璃容器浸泡于５％二氯二甲硅烷的氯仿溶液中１分钟，室温干燥后蒸馏水冲洗，再干燥备用。
专用的清洁器皿以第一次生成的胶体金稳定其表面，弃去后以双蒸馏水淋洗，可代替硅化处理。
２、试剂、水质和环境：氯金酸极易吸潮，对金属有强烈的腐蚀性，不能使用金属药匙，避免接触天平称盘。
其１％水溶液在４℃可稳定数月不变。
实验用水一般用双蒸馏水。
实验室中的尘粒要尽量减少，否则实验的结果将缺乏重复性。
金颗粒容易吸附于电极上使之堵塞，故不能用pH电极测定金溶液的pH值。
为了使溶液pH值不发生改变，应选用缓冲容量足够大的缓冲系统，一般采用柠檬酸磷酸盐(pH3～5.8)、Tris-HCL (pH5.8～8.3)和硼酸氢氧化钠(pH8.5～10.3)等缓冲系统。
但应注意不应使缓冲液浓度过高而使金溶胶自凝。
３、柠檬酸三钠还原法制备金溶胶：取0.01％氯金酸水溶液100ml 加热至沸，搅动下准确加入１％柠檬酸三钠水溶液0.7ml，金黄色的氯金酸水溶液在２分钟内变为紫红色，继续煮沸１５分钟，冷却后以蒸馏水恢复到原体积，如此制备的金溶胶其可见光区最高吸收峰在535nm，Ａ1cm/535=1.12。
金溶胶的光散射性与溶胶颗粒的大小密切相关，一旦颗粒大小发生变化，光散射也随之发生变异，产生肉眼可见的显著的颜色变化，这就是金溶胶用于免疫沉淀或称免疫凝集试验的基础。
金溶胶颗粒的直径和制备时加入的柠檬酸三钠量是密切相关的，保持其他条件恒定，仅改变加入的柠檬酸三钠量，可制得不同颜色的金溶胶，也就是不同粒径的金溶胶，见附表。
附表100 ml 氯金酸中柠檬酸三钠的加入量对金溶胶粒径的影响１％柠檬酸三钠ml 0.30 0.45 0.70 1.00 1.50 2.00金溶胶颜色蓝灰紫灰紫红红橙红橙吸收峰(nm) 220 240 535 525 522 518径粒(nm) 147 97.5 71.5 41 24.5 15４、柠檬酸三钠－鞣酸混合还原剂：用此混合还原剂可以得到比较满意的金溶胶，操作方法如下：取4ml１％柠檬酸三钠(Na3C6H5O7.2H2O)，加入0～5ml１％鞣酸，0～5ml 25mmo/L K2CO2（体积与鞣酸加入量相等），以双蒸馏水补至溶液最终体积为20ml，加热至60℃取1ml１％的HAuCl4，加于79ml双蒸馏水中，水浴加热至60℃，然后迅速将上述柠檬酸－鞣酸溶液加入，于此温度下保持一定时间，待溶液颜色变成深红色(约需0.5～1小时)后，将溶液加热至沸腾，保持沸腾５分钟即可。
纳米金溶胶实验报告
一、实验目的1. 熟悉纳米金溶胶的制备方法；2. 掌握纳米金溶胶的表征技术；3. 分析纳米金溶胶的物理化学性质。
二、实验原理纳米金溶胶是一种稳定的金分散体系，其制备方法主要有化学还原法、物理化学法和电化学法等。
本实验采用化学还原法制备纳米金溶胶，通过将氯金酸溶液与还原剂混合，使氯金酸中的金离子还原成纳米金颗粒。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 氯金酸（HAuCl4·3H2O）- 还原剂（如硼氢化钠NaBH4）- 硫酸铵（(NH4)2SO4）- 氢氧化钠（NaOH）- 蒸馏水2. 实验仪器：- 烧杯- 玻璃棒- 移液管- 紫外可见分光光度计- 扫描电子显微镜（SEM）- 透射电子显微镜（TEM）四、实验步骤1. 准备溶液：配制一定浓度的氯金酸溶液和还原剂溶液。
2. 制备纳米金溶胶：将氯金酸溶液与还原剂溶液混合，控制反应温度和pH值，使金离子还原成纳米金颗粒。
3. 考察溶胶稳定性：通过观察溶胶的颜色、透明度、粒径分布等指标，判断溶胶的稳定性。
4. 表征纳米金溶胶：- 紫外可见分光光度计：测定纳米金溶胶的吸光度，计算其浓度。
- 扫描电子显微镜（SEM）：观察纳米金颗粒的形貌、粒径和分布。
- 透射电子显微镜（TEM）：观察纳米金颗粒的形貌、粒径和结构。
五、实验结果与分析1. 溶胶制备：按照实验步骤制备纳米金溶胶，观察溶胶颜色为金黄色，透明度良好，表明溶胶制备成功。
2. 溶胶稳定性：在室温下，溶胶颜色和透明度保持稳定，表明溶胶具有较好的稳定性。
3. 紫外可见分光光度计：测定纳米金溶胶的吸光度，计算其浓度为0.1 mg/mL。
4. 扫描电子显微镜（SEM）：观察纳米金颗粒的形貌，发现颗粒呈球形，粒径分布在20-50 nm之间。
5. 透射电子显微镜（TEM）：观察纳米金颗粒的结构，发现颗粒呈多晶结构，晶粒大小约为10-20 nm。
六、实验结论1. 成功制备了纳米金溶胶，溶胶具有较好的稳定性；2. 纳米金溶胶的粒径分布在20-50 nm之间，呈球形，具有多晶结构；3. 通过紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段对纳米金溶胶进行了表征，为纳米金溶胶的进一步研究奠定了基础。
纳米金材料的制备与性能研究
纳米金材料的制备与性能研究随着科技的不断进步，纳米材料的应用领域也在不断拓宽。
其中，纳米金材料作为一种有着独特性能的纳米材料，在能源、光电、催化等领域具有广阔的应用前景。
本文将探讨纳米金材料的制备方法以及其在性能研究方面的应用。
纳米金材料的制备有多种方法，其中较常见的是湿化学法和物理法。
湿化学法主要包括化学还原法、溶胶-凝胶法和电化学沉积法等。
化学还原法是指将金离子还原为金纳米颗粒，通过在反应溶液中加入还原剂，如氨水、甲醛等，可得到具有不同形貌和尺寸的纳米金颗粒。
溶胶-凝胶法则通过控制溶胶的成分和凝胶的温度、pH值和反应时间等参数，实现纳米金材料的制备。
电化学沉积法则是将金属离子通过外加电压的作用沉积到电极上，形成纳米金材料。
物理法主要包括溅射法、热蒸发法和激光蚀刻法等。
溅射法是将金属靶材置于真空腔内，通过高能粒子轰击金属靶材使其释放出金原子，再以惰性气体或惰性气氛控制金原子的运动，从而得到纳米金材料。
热蒸发法则是通过高温将金属材料蒸发，使其沉积在基底上形成纳米金材料。
激光蚀刻法则是利用激光束对金属材料进行蚀刻，形成纳米级小孔，然后将大孔在高温条件下迅速冷却，从而得到具有纳米尺寸的金材料。
除了制备方法外，纳米金材料的性能研究也是科学家们关注的热点。
纳米金材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应，表现出与宏观金材料不同的物理、化学和生物学性能。
其中，表面等离子体共振现象是纳米金材料的重要性能之一。
当入射光与纳米金颗粒表面的自由电子振荡频率相匹配时，会发生等离子体共振现象，极大地放大了光的吸收和散射，从而使得纳米金材料具有优异的光学性能。
这一性能使得纳米金材料在光学传感器、光催化等领域具有广泛的应用前景。
此外，纳米金材料还具有优异的电学性能。
由于纳米金颗粒的特殊结构，其载流子具有较高的迁移率，因此纳米金材料在传感器、储能器件和显示器件等领域有着广泛的应用。
此外，纳米金材料在催化领域的应用也备受瞩目。
纳米金材料具有较大的比表面积和优异的催化活性，因此在催化剂的研究中具有广泛的应用前景。
PVP保护还原法制备纳米金溶胶_兰新哲
#
结
论
% @ 搅拌速度适中， 8( 值为 - 5 # 是制备金溶胶的 较佳酸度， 低于此值， 反应很难进行； 高于此值， 反应 速度过大， 难于生成稳定的金溶胶； " @ 还原剂的用量以 ./" +" 0- 3 )* 质量比 !： % 为 佳， 在此条件下制得的金粒子粒度较小， 分散度好， 且 较为稳定； ! @ 保护剂的用量是影响金颗粒的大小及分散度 （&’&） 的用量在 &’& 3 )* 质量比 的重要因素。保护剂 为 %： 为较优条件。而当比例升高或降低时会导 % 时， 致颗粒粒度的增大和分散度变差； 保护剂加入方式较重要。 采用含金母液滴加入 -）
在讨论保护剂对于生成胶粒粒度大小的影响之 前，先对保护剂的加入方式予以讨论，在试验中采用 在 ()*+,- 与 &’& 混合溶液中逐滴加入 ./" +" 0- 溶液 和在 ./" +" 0- 与 &’& 混合溶液中加入 ()*+,- 溶液的 两种加入方式。 尽管有关文献认为保护剂的加入方式 对生成颗粒不产生影响，本实验却发现不同的现象， 即将 ()*+,- 滴加入保护剂 &’& 与 ./" +" 0- 溶液混合 液中比将 ./" +" 0- 滴加入 &’& 与 ()*+,- 的混合溶液 中的效果要好。 "$ !$ " &’& 用量实验 参照文献 1 %" ，%! 2 ， 选 在确定了 &’& 的加入方式后， 择 &’& 3 )* 质量比分别为 !4 %， "$ #4 %， "4 %， %$ #4 %， %4 % 进行探索性试验， 发现 % 个新现象， 与文献 1 %" 5 %- 2 不尽一致。将其他条件分别控制为 ./" +" 0- 3 )* 质量 比为 !4 %6 温度为 !-!7， 8( 值为 - 5 #，转速为 -99 : 3 ;<=6 当 &’& 3 )* 质量比为 %4 % 时 6 分析结果显示 而当 &’& 3 )* 质量比为 &’& 对金粒子有很好的包覆。 已有黑色沉淀产生； 比例为 "4 % 和 "$ #4 %， 沉淀 %$ #4 %， 量先增后减，而当比例为 !4 % 时，反应不再有沉淀出 现。通过对反应后的溶胶和沉淀做检测， 发现比例为 包覆效果很好， 生成的颗粒均匀， 分散度好， 颗 %4 % 时， 粒粒度小；而在 %$ #4 % 至 "$ #4 % 时，观测显示沉淀是 单颗粒的聚团，而溶胶的照片也反应了这一变化 > 粒 子粒度开始变大， 同时分散度变差， 开始聚结。在 !4 % 时，透镜下观测到的颗粒较大，平均粒径为 #9=; 左 右， 但分散度好， 颗粒粒度分布窄 ? 如图 -/ @ 。 为此， 进一步安排了验证实验。取 &’& 3 )* 之比 分别为 9$ #4 %， 9$ A4 %6 %4 %6 %$ "4 % 进行实验 ? 如图
柠檬酸钠还原法制备纳米金 最小
柠檬酸钠还原法制备纳米金最小柠檬酸钠还原法是一种简单有效的制备纳米金的方法，其原理是利用柠檬酸钠作为还原剂将金离子还原为金颗粒。
本文将一步一步回答有关柠檬酸钠还原法制备纳米金的问题。
第一步：制备柠檬酸钠溶液柠檬酸钠(Na3C6H5O7)是一种白色结晶固体，可在化学试剂商店购买。
首先，将适量的柠檬酸钠加入无水蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到柠檬酸钠溶液。
溶液的浓度可以根据需要进行调整。
第二步：制备金盐溶液金盐溶液是指含有金离子的溶液，常用的金盐有氯金酸(HAuCl4)、三氯化金(AuCl3)等。
可以通过购买金盐或自行合成金盐，这里以氯金酸为例进行介绍。
首先，将适量的氯金酸加入无水蒸馏水中，并将溶液搅拌至金盐完全溶解。
溶液的浓度可以根据需要进行调整。
第三步：还原制备纳米金将制备好的柠檬酸钠溶液缓慢滴加到金盐溶液中，同时用磁力搅拌使两种溶液充分混合。
在滴加柠檬酸钠溶液的同时，可以观察到溶液的颜色由无色逐渐变为红色或橙色，这是金颗粒在形成的过程中发生的现象。
当滴加完柠檬酸钠溶液后，继续搅拌一段时间，使溶液充分反应。
在反应过程中，溶液会逐渐变得更加浑浊，这是由于纳米金颗粒的形成。
第四步：纳米金颗粒的分离经过一定时间的反应后，纳米金颗粒已经形成。
为了将纳米金颗粒从溶液中分离出来，可以采用离心机进行离心分离。
将反应溶液转移到离心管中，设置适当的离心条件，使纳米金颗粒沉淀到离心管的底部。
然后，将上清液轻轻倾倒掉，收集沉淀物即可得到纳米金颗粒。
第五步：纳米金颗粒的表征分离得到的纳米金颗粒可以通过多种分析方法进行表征，如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见吸收光谱等。
通过这些分析方法，可以得到纳米金颗粒的晶体结构、形貌、大小分布等信息。
最后，根据纳米金颗粒的制备需要，可以对实验条件进行优化，如柠檬酸钠与金盐的摩尔比、反应时间、反应温度等。
通过调整这些条件，可以控制纳米金颗粒的形成速率和尺寸，实现对纳米金颗粒的精确控制。
胶体金(纳米金Gold Nanoparticles)的制备步骤和注意事项
胶体金（纳米金Gold Nanoparticles）的详细制备步骤和注意事项胶体金的制备一般采用还原法，常用的还原剂有柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等。
下面介绍最常用的制备方法及注意事项。
１、玻璃容器的清洁：玻璃表面少量的污染会干扰胶体金颗粒的生成，一切玻璃容器应绝对清洁，用前经过酸洗、硅化。
硅化过程一般是将玻璃容器浸泡于５％二氯二甲硅烷的氯仿溶液中１分钟，室温干燥后蒸馏水冲洗，再干燥备用。
专用的清洁器皿以第一次生成的胶体金稳定其表面，弃去后以双蒸馏水淋洗，可代替硅化处理。
２、试剂、水质和环境：氯金酸极易吸潮，对金属有强烈的腐蚀性，不能使用金属药匙，避免接触天平称盘。
其１％水溶液在４℃可稳定数月不变。
实验用水一般用双蒸馏水。
实验室中的尘粒要尽量减少，否则实验的结果将缺乏重复性。
金颗粒容易吸附于电极上使之堵塞，故不能用pH电极测定金溶液的pH值。
为了使溶液pH值不发生改变，应选用缓冲容量足够大的缓冲系统，一般采用柠檬酸磷酸盐(pH3～5.8)、Tris-HCL (pH5.8～8.3)和硼酸氢氧化钠(pH8.5～10.3)等缓冲系统。
但应注意不应使缓冲液浓度过高而使金溶胶自凝。
３、柠檬酸三钠还原法制备金溶胶：取0.01％氯金酸水溶液100ml 加热至沸，搅动下准确加入１％柠檬酸三钠水溶液0.7ml，金黄色的氯金酸水溶液在２分钟内变为紫红色，继续煮沸１５分钟，冷却后以蒸馏水恢复到原体积，如此制备的金溶胶其可见光区最高吸收峰在535nm，Ａ1cm/535=1.12。
金溶胶的光散射性与溶胶颗粒的大小密切相关，一旦颗粒大小发生变化，光散射也随之发生变异，产生肉眼可见的显著的颜色变化，这就是金溶胶用于免疫沉淀或称免疫凝集试验的基础。
金溶胶颗粒的直径和制备时加入的柠檬酸三钠量是密切相关的，保持其他条件恒定，仅改变加入的柠檬酸三钠量，可制得不同颜色的金溶胶，也就是不同粒径的金溶胶，见附表。
附表100 ml 氯金酸中柠檬酸三钠的加入量对金溶胶粒径的影响１％柠檬酸三钠ml 0.30 0.45 0.70 1.00 1.50 2.00金溶胶颜色蓝灰紫灰紫红红橙红橙吸收峰(nm) 220 240 535 525 522 518径粒(nm) 147 97.5 71.5 41 24.5 15４、柠檬酸三钠－鞣酸混合还原剂：用此混合还原剂可以得到比较满意的金溶胶，操作方法如下：取4ml１％柠檬酸三钠(Na3C6H5O7.2H2O)，加入0～5ml１％鞣酸，0～5ml 25mmo/L K2CO2（体积与鞣酸加入量相等），以双蒸馏水补至溶液最终体积为20ml，加热至60℃取1ml１％的HAuCl4，加于79ml双蒸馏水中，水浴加热至60℃，然后迅速将上述柠檬酸－鞣酸溶液加入，于此温度下保持一定时间，待溶液颜色变成深红色(约需0.5～1小时)后，将溶液加热至沸腾，保持沸腾５分钟即可。
金溶胶的合成及应用进展
金溶胶的合成及应用进展胶体金溶液是指分散相粒子直径在11～50nm的金溶胶,属于多相不均匀体系,2～5nm的金溶胶是橙黄色,在10～20nm是橘红色,在30～80nm则是紫红色。
自从19世纪Faraday第一次成功制备出稳定的金溶胶以来,陆续出现了各种颗粒大小可控且颗粒均一的制备方法。
纳米金溶胶具有明显的表面效应、量子效应、小尺寸效应,其独特的光学、电学、催化及生物亲和性已经成为研究热点,在催化、生化分析、传感等技术领域具有广泛的应用。
1纳米金溶胶的制备方法1.1微波技术制备法采用微波技术制备的金溶胶具有稳定、颗粒均一的优点,并且此法可以大大缩短制备所需的时间,操作方便快捷。
王文勇等用柠檬酸三钠还原法,在微波炉中将氯金酸溶液煮沸,并迅速加入一定量的柠檬酸三钠水溶液,保持沸腾状态,成功制备出了粒径为15nm左右的橙红色金溶胶。
杨立平等用微波法制备高分子聚合物稳定的粒径在5～120nm的纳米金胶体颗粒,并考察了不同的醇以及氢氧化钠用量对金颗粒形成的影响。
结果表明,分别以甲醇、乙醇、丙醇为还原剂时,均可以形成尺寸较小的金胶体颗粒,且生成粒子的平均粒径以甲醇>乙醇>丙醇的顺序逐渐减小。
紫外可见吸收光谱表明,在反应物中加入氢氧化钠的体系,金颗粒的形成速度明显加快,且有利于圆球形金颗粒的形成,并且当甲醇作还原剂时,氢氧化钠与氯金酸的摩尔比越大,纳米金粒子的形状会越趋于规则均匀,粒径越小。
沈明等用正庚烷和乙醇混合溶剂作为油相取代常用的氯仿、甲苯,从而克服了运用微波辐射法制备憎水性金属纳米颗粒的障碍。
分别采用十八胺、十四胺和癸胺等作保护剂,在微波辐射下通过乙醇还原氯金酸而制备金纳米颗粒,结果表明,通过该法所制得的憎水性金纳米颗粒的单分散性和稳定性随烷基胺链长的增加而增加,而粒径则随胺链长的增加呈减小趋势。
而且,在十八胺保护下的金纳米颗粒能在水面上自动形成大面积、短程有序、六角形紧密排列的二维自组装单层膜。
纳米金的制备
氯金酸（HAuC14）是主要还原材料，常用还原剂有柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等。
根据还原剂类型以及还原作用的强弱，可以制备0.8nm～150nm不等的胶体金。
最常用的制备方法为柠檬酸盐还原法。
具体操作方法如下：（1)将HAuC14先配制成0.01％水溶液,取100mL加热至沸。
(2）搅动下准确加入一定量的1％柠檬酸三钠（Na3C6H5O7·2H2O)水溶液.(3）继续加热煮沸15min.此时可观察到淡黄色的氯金酸水溶液在柠檬酸钠加入后很快变灰色,续而转成黑色，随后逐渐稳定成红色.全过程约2~3min。
(4)冷却至室温后用蒸馏水恢复至原体积。
用此法可制备16～147nm粒径的胶体金。
金颗粒的大小取决于制备时加入的柠檬酸三钠的量.表19—1 四种粒径胶体金的制备及特性胶体金粒径/ nm 1％柠檬酸三钠加入量/mL 胶体金特性呈色λmax/nm16 2.00 橙色51824。
5 1.50 橙红52241 1.00 红色52571.5 0。
70 紫色535＊还原100mL 0.01％HAuC14所需量2．注意事项● 氯金酸易潮解，应干燥、避光保存。
● 氯金酸对金属有强烈的腐蚀性，因此在配制氯金酸水溶液时，不应使用金属药匙称量氯金酸.● 用于制备胶体金的蒸馏水应是双蒸馏水或三蒸馏水，或者是高质量的去离子水。
● 是以制备胶体金的玻璃容器必须是绝对清洁的，用前应先经酸洗并用蒸馏水冲净。
最好是经硅化处理的，硅化方法可用5％二氯甲硅烷的氯仿溶液浸泡数分钟，用蒸馏水冲净后干燥备用.● 胶体金的鉴定和保存：胶体金的制备并不难，但要制好高质量的胶体金却也并非易事。
因此对每次制好的胶体金应加以检定，主要检查指标有颗粒大小，粒径的均一程度及有无凝集颗粒等.肉眼观察是最基本也是最简单和方便的检定方法，但需要一定的经验。
良好的胶体金应该是清亮透明的，若制备的胶体金混浊或液体表面有漂浮物,提示此次制备的胶体金有较多的凝集颗粒.在日光下仔细观察比较胶体金的颜色，可以粗略估计制得的金颗粒的大小。
柠檬酸钠还原法提取纳米金的改良与优化
甘肃科技Gansu Science and Technology第36卷第1期2020年1月Vol.36 No.1Jan. 2020柠檬酸钠还原法提取纳米金的改良与优化金寿瑞，王东敏△,马婧，张兰兰，班雨婷（西北民族大学医学院，甘肃兰州730030）摘要：本研究旨在改良与优化柠檬酸钠还原法制备纳米金技术，通过优化制备过程得到粒径更为均匀、分散性更 好且无细胞毒性的纳米金凝胶。
纳米金凝胶制备过程中①比较电炉和水浴锅两种加热方式对纳米金粒径的影响；②比较PVP 、单宁酸、柠檬酸钠三种保护剂对纳米金分散程度影响；③比较不同剂量柠檬酸钠对纳米金粒径的影 响。
采用目测法、紫外-分光光度计、透射电镜对所制备的纳米金进行外观、粒径及分散程度等的特征鉴定并分析上 述方法差异。
采用电炉加热制备出的纳米金相对水浴锅加热制备出的纳米金颜色深，浓度大，粒径小；用单宁酸做 保护剂制备出的纳米金比用PVP 、柠檬酸钠做保护剂制备出的粒径均一、单分散性好、稳定性佳；柠檬酸钠剂量在3~4 mL 范围内时，制出的纳米金粒径均在18±2nm 之间，且不受该剂量范围柠檬酸钠用量的影响。
在经典柠檬酸钠还原法制备纳米金实验中，选用电炉加热，1%单宁酸作为保护剂，还原剂1%柠檬酸钠计量控制在3~4 mL 范围内。
此种条件下制备出的纳米金粒径均在18±2nm 之间、且分散性好、稳定性佳、无细胞毒性。
关键词：纳米金;柠檬酸钠还原法;改良;评价中图分类号：0614.123 ：TB383近年来，纳米材料在基础医学和生物医学工程领域取得了令人瞩目的成绩巴也因其独特的理化特性受到了医疗界的青睐叫纳米金是一种直径在1~100nm 之间的金属材料，其不仅具有钠纳米材料的基本属性，还具有抗氧化性及杀菌、灭菌、抗腐 蚀、促进新陈代谢等生物活性。
纳米金的性质主要取决于金颗粒的大小及其表面特性叫纳米金的毒性与纳米金粒径关系密切，Anna 等人［4］的研究显示: 10~20nm 范围内的纳米金对人体细胞无明显细胞 毒性，因此，制备大小均匀、粒径可控的纳米金尤为重要。
纳米金溶胶制备及其尺寸分布的测量
论文题目：纳米金溶胶制备及其尺寸分布的测量学生姓名：xx指导教师：xx摘要纳米金具有很强的等离子吸收峰，其光学及电磁特性相对于其他金属纳米粒子更为突出，在DNA检测分析、生物探针、基团芯片、生物传感、药物载体等方面等多方面均有广泛的应用。
实验室根据不同尺寸和形状的纳米金具有不同的光吸收能力这一特性，提出制备特定尺寸的纳米金用于血液注射以改善血液在近红外部分的吸光度的方案，从而为改进激光治疗葡萄酒色斑（Port Wine Stains，PWS）提供指导。
本文通过还原法制备出不同粒径的球状纳米金，主要考察了还原剂用量、保护剂用量、搅拌速度和搅拌强度对纳米金制备的影响。
利用光谱仪和扫描电子显微镜对制得的纳米金的吸光特性和尺寸形貌进行表征。
结果表明：采用柠檬酸钠还原法制备出15nm-24nm的球状纳米金颗粒，其中柠檬酸钠加入量为5mL时制备出的纳米金分散性较好，粒径分布较均匀；加入适量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）能有效地阻止纳米金团聚；在一定范围内的搅拌强度和搅拌时间对制备纳米金影响不大，但考虑到化学反应的需要和水蒸发过多对实验结果造成的不良影响，实验时搅拌强度以不产生漩涡、搅拌时间控制在15分钟左右为宜；采用柠檬酸钠-鞣酸还原法制备出3nm、9nm、16nm 左右的球状纳米金颗粒，随着鞣酸加入量的增加，制得的纳米金颗粒的尺寸减小；采用硼氢化钠还原法制备出的粒径约为24nm、28nm、33nm左右的球状纳米金颗粒，但其粒径分布不均匀，且形状相对不规则。
关键词：纳米金；还原法；柠檬酸钠；鞣酸；硼氢化钠ITitle: Preparation of gold nanoparticles and measuring the size distribution. Applicant: xxSupervisor: xxABSTRACTGolden nanoparticles have strong plasma absorption peak andbetter optical and electromagnetic properties than other metallic nanoparticles. Nowadaysthey are widely used in field of detection of DNA, drug delivery and manuscript of biological probes, group chip and biosensors. The golden nanoparticles with different sizes and shapes will have distinct light spectral absorption.Based on this characteristic, our lab proposed a method to prove the clinic effect of laser treatment of Port Wine Stains (PWS), a kind of congenital vascular malformation in dermis, byadding the golden nanoparticles to the blood to improve its light absorption.In this paper, the spherical golden nanoparticles with various sizes (diameter) will be prepared by three chemical reduction methods experimentally andthe effects of the reducing agent, protective agent, stirring speed and stirring intensity on the nanoparticle preparation will be fully investigated.The spectral absorption and the morphology of golden nanoparticles are characterized by spectrometer and scanning electron microscopy, respectively. The experiment results show that: spherical golden nanoparticles with diameter of 15nm-24nm are produced by using sodium citrate reduction method.Good dispersion and uniform particle size distribution is observed when the amount of sodium citrate is 5ml. Aggregation of golden nanoparticles can be effectively prevented by adding PVP.The effects of stirring intensity and stirring time on the preparation of gold nanoparticles are small.Generally speaking, the stirring should not produce vortex in the sample and best stirring time is about 15 minutes, considering the chemical reaction and adverse effects of excessive water evaporation on the experimental results.Spherical golden nanoparticles with diameterof 3nm, 9nm and 16nm are produced by using sodium citrate-tannin acid reduction method.The sizes of gold nanoparticles willbe smaller if we increase of the amount of tannic acid.Spherical gold nanoparticles with diameter of 24nm, 28nm and 33nm will be preparedI Iby using sodium borohydride reduction method. However, the particle size non-uniform size distribution and irregular particle shape are observed in the experiment.KEY WORDS：Gold nanoparticles; Reduction method; Sodium citrate; Tannin acid; Sodium borohydrideIII目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2纳米材料 (2)1.2.1纳米材料的发展 (2)1.2.2纳米材料的特性 (2)1.2.3纳米材料的应用 (3)1.3纳米金的制备方法和常用分析技术 (4)1.3.1纳米金的制备方法 (4)1.3.2纳米金的常用分析技术 (4)1.4纳米金的特性以及毒性、稳定性研究 (6)1.4.1纳米金的特性 (6)1.4.2纳米金的毒性研究 (7)1.4.3纳米金的稳定性研究 (7)1.5纳米金在生物医学中的应用 (8)1.6葡萄酒色斑（PWS）的治疗 (11)1.6.1葡萄酒色斑简介 (11)1.6.2葡萄酒色斑的治疗研究 (12)1.7本文的研究目标和内容 (14)2 实验设备及方法 (15)2.1实验所需试剂和仪器 (15)2.2纳米金的制备 (15)2.2.1柠檬酸钠还原法 (16)2.2.2柠檬酸钠-鞣酸还原法 (17)2.2.3硼氢化钠还原法 (17)2.3纳米金的表征 (18)2.3.1光谱仪 (18)2.3.2扫描电子显微镜 (19)3结果与讨论 (21)3.1柠檬酸钠还原法 (21)3.1.1还原剂用量的影响 (21)I V3.1.2PVP保护剂用量的影响 (23)3.1.3搅拌速度的影响 (25)3.1.4搅拌时间的影响 (26)3.2柠檬酸钠-鞣酸还原法 (27)3.3硼氢化钠还原法 (29)3.4不同还原剂对纳米金制备的影响 (31)4结论与展望 (33)4.1结论 (33)4.2现有工作不足及展望 (33)参考文献 (35)附录 (37)致谢........................................................................................................... 错误!未定义书签。
利用化学还原法制备纳米材料
利用化学还原法制备纳米材料如何利用化学还原法制备纳米材料纳米材料在各种领域中应用越来越广泛，比如生物医学、能源、材料科学等。
由于其特殊的物理、化学和生物性质，纳米材料具有极高的活性和特异性，因此具有很好的潜力来改善技术现状。
本文将介绍利用化学还原法制备纳米材料的过程和原理。
化学还原法的基本原理化学还原法是将金属离子还原为具有晶体结构和化学稳定性的纳米金属的方法。
这种过程通常涉及到化学反应和热力学控制，可以通过控制反应条件来调节纳米结构的大小、形状和分散性。
许多实验室都使用化学还原法来合成具有特定物理、化学和生物学特征的纳米粒子。
步骤一：制备沉淀物第一步是制备沉淀物。
通常会选择一种合适的还原剂，将金属离子还原为纯净的纳米金属。
这一步需要质量控制、温度监测和反应时间的监测。
例如，以一种较为常用的还原剂——氢氏体为例。
将已知浓度的金属离子加入到氢氏体溶液中，通常会观察到粒子的凝聚并沉淀到溶液的底部。
此时，可以将上清液倒出离子残余物，得到经过初步分散的沉淀物。
步骤二：制备纳米材料第二步是制备纳米材料。
在这一步骤中，可以使用一个较强的还原剂，将沉淀物还原为具有一定尺寸和数量的纳米粒子。
对于制备纳米银材料而言，会选择一种化学方法，加入适量还原剂，将已处理好的沉淀物逐渐滴入溶液中，并进行搅拌。
在此期间，会观察到液体从深蓝色到浅黄色的反应过程，这表明银离子已被还原并沉淀到溶液中。
当此过程结束时，将上清液倒出，纳米颗粒留在底部。
步骤三：表征和应用第三步是表征和应用。
在制备完纳米材料后，需要对其进行表征，这通常包括评估其尺寸、形状、结构和分散性。
将纳米颗粒拍摄电子显微镜的照片，可以获得其尺寸和形状。
利用分光光度计分析表明，纳米银粒子会表现出UV-Visible的吸收谱，以确定其光学属性。
最后，对于应用和探究其作用，需要进行计算物性、化学性和毒物性的实验。
总结化学还原法制备纳米材料具有许多优点，包括高度可控性、显著的尺寸调节能力和结构上的变化。
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纳米粒子制备方法
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液相氧化还原法
原理：在稳定剂存在的条件下，往金属离子溶液 中加入氧化剂或都还原剂，使金属单质析出，并 均匀地分散在稳定剂中，再选择适当的载体将其 附载下来。
稳定剂的作用[1]：
1.包覆在反应生成的颗粒表面，使制得的粒子稳 定存在。 2. 限制和控制粒子的尺寸。通过改变稳定剂的用 量及氧化剂或还原剂的用量来控制粒子的尺寸。
保护剂用量过大：很可能由于过剩的 保护剂间相互粘结，带动金属颗粒之 间相互团聚。
图2 保护剂/Au质量对粒度影响Βιβλιοθήκη 2013-8-219
4.还原剂的用量
当还原剂与金质量比值为3:1时 为较佳的条件。其比值大于3时 对于粒度的影响不大。 理论上，还原剂与金的质量比 约为1:1.5时为等当量反应，但 是过量的草酸钠可以起到一定 的保护剂的作用，所以一般加 入过量的保护剂。
还原法制备金纳米材料
wsw 100420098
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概述
贵金属胶体在光学材料、光催化、 微电极反应、 贵金属浆料,生物工程及医药、 催化工业和微 电子工业等方面有很大的应用。
例如：纳米金颗粒以其良好的稳定性、小尺寸 效应、表面效应、光学效应以及独特的生物亲 和性，在许多领域显示出了潜在的应用价值。
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还原法制备金纳米材料
原料
金属离子溶液： 氯金酸（HAuCl4)；
稳定剂： 聚乙烯吡咯烷酮（PVP），柠檬酸钠，烷基胺 （如C18NH2），硫醇等；
还原剂： 硼氢化钠[2]，草酸，HEPES缓冲溶液等。
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例1： 保护还原法制备纳米金溶胶[3]
主要试剂： HAuCl4 、 草酸、 氨水、 PVP（K30）。
图4 还原剂/Au质量对粒度的影响
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例2：HEPES缓冲溶液中制备纳米金颗粒[4]
主要试剂：HEPES缓冲溶液，PVP，HAuCl4。 HEPES（N-(2-羟乙基)哌嗪-N’-2-乙烷磺酸）是 一种氢离子缓冲剂，同时在反应中可以作为还 原剂和稳定剂。 使用PVP作为表面活性剂能得到粒径分布较窄的 单分散球形金纳米颗粒。
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制备方法
样品a：往HAuCl4溶液滴入HEPES缓冲溶液。 样品b：往HAuCl4溶液中滴入含有PVP的HEPES缓冲 溶液。
样品c：往HAuCl4溶液中滴入含有PEG的HEPES缓冲 溶液。
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由于HEPES内含有哌嗪环可以产生N自由基， 通过吸附作用能有效阻止金晶核长大以及颗粒间 团聚现象的发生，可以得到单分散球形纳米金溶 胶颗粒。 在PVP存在的条件下，可以得到大小均一，粒径 分布范围窄，且稳定性好的纳米金颗粒． 而在PEG存在的条件下得到了团聚的纳米金颗 粒．
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液相氧化还原法优点： 制备的金纳米颗粒最小可达几纳米，操 作简单，容易控制。 缺点： 缺点是反应后所得到的金纳米颗粒不易 转移和组装，而且容易包含杂质。
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参考文献
[1]姚玉峰.憎水性纳米金的制备、表征与形貌控制[D].江苏： 扬州大学. [2]谢娟,王延吉,李艳廷,赵新强,魏雨.粒径可控纳米金的制 备及表征[J].黄金.2008, 29(7):3-6. [3]兰新哲,金志浩,赵西成 ,苟林峰.保护还原法制备纳米金 溶胶[J].稀有金属材料与工程,2003,23 (1):50-53. [4]曾琦斐.表面活性剂存在下HEPES缓冲溶液中制备纳米 金颗粒[J].武汉工程大学学报,2010.7,32(7):39-42.
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2.pH值的影响
图1 pH值与金纳米颗粒的关系 pH小于4时基本上不反应。pH大于6时，得到的颗粒过大，一般是一些团 聚体。pH选择4-5比较适宜。
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3.保护剂的用量
当保护剂与金质量比为1:1时，得到 的纳米金的粒度较小，此时保护剂能 使金颗粒很好地包覆。
保护剂用量过少：不能有效地将金颗 粒包覆，使金颗粒相互粘结合颗粒变 大。
制备： 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。
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影响金纳米颗粒大小的因素
影响金纳米颗粒的大小有：
加入方式，溶液pH值，保护剂用量，还原剂用 量，搅拌速度等。
1.加入方式 采用第一种加入方式得到的金纳米颗粒比较小。