贵金属纳米团簇的合成(二)：单分子层保护法

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贵金属纳米团簇的合成(一)：模板法

贵金属纳米团簇的合成(一)：模板法2016-08-21 11:44来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部5种不同ssDNA-Ag NCs的激发光谱和发射光谱模板法是以一定的材料为基质或模型来合成具有特殊立体结构或具有特殊功能的贵金属纳米团簇的方法，是目前最常用的方法之一。

常用来合成贵金属纳米团簇的模板一般为聚合物和生物大分子等。

聚合物是最早被用来合成贵金属纳米团簇的模板。

聚磷酸盐(polyphosphate)首次被报道用作保护基团以防止Ag NCs聚合。

此后，学者们开始致力于寻找更多能够用于合成贵金属纳米团簇的聚合物，先后发现了聚苯胺(polyaniline，PANI)、聚酰胺氨型树状大分子(poly(amidoamine)，PAMAM)、聚N-异丙基丙烯酸-2-羟乙基丙烯酸酯(poly(N-isopropylacryl-amide-acrylicacid-2-hydroxyethyl acrylate,poly(NIPAM-AA_HEA)))、聚乙醇胺(polyethylenimine，PEI)、聚甘油-b-聚丙烯酸(polyglycerol-block-poly(acrylic acid)，PG-b-PAA)等。

虽然这些聚合物能够有效防止贵金属纳米团簇的聚合，但是模板的制备方法复杂、耗时长等缺点给贵金属纳米团簇的合成带来困难。

2008年，Shang等利用一种普通的聚合电解质：聚甲基丙烯酸(poly(methacrylic acid)，PMAA)作为模板与新鲜的AgNO3溶液混合放置黑暗中10 min，然后在365 nm紫外光下以合适的时间间隔照射，溶液明显由无色变成暗红色，得到了量子产率为18.6%的Ag NCs。

作为模板，PMAA有明显的优势：(1) 具有负电荷的羧酸可以有效地结合Ag+；(2) PMAA-Ag NCs 应用范围广；(3) PMAA的甲基疏水区有利于Ag NCs的合成。

贵金属纳米团簇的基本性质

贵金属纳米团簇的基本性质2016-08-20 13:32来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部几种荧光贵金属纳米团簇的结构和发射波长范围贵金属纳米团簇是一种由Au、Ag或Pt等贵金属元素的几个至几十个原子组成核心，有机单分子如硫醇类化合物或生物分子如DNA、蛋白质等作为保护基团组装而成的核/壳型分子级聚集体。

Au、Ag或Pt等金属具有化学惰性且保护基团对生物体的毒副作用小，使得贵金属纳米团簇具有良好的生物相容性。

其粒径一般在2 nm以下，界于原子和纳米颗粒之间，具有一些特殊的性质而引起人们的广泛关注。

(1)光致荧光性当纳米颗粒的粒径减小到临界尺度——电子的费米波长(Fermi Wavelength)，即约0.7 nm，这时会导致产生很多分散的能级使其具有粒径尺寸依赖的荧光性质。

贵金属纳米团簇的量子产率一般为10%-70%。

(2)强磁性巯基保护的Au纳米颗粒具有很强的磁性，这是由于保护分子的巯基配体与Au纳米颗粒表面的原子以Au-S键紧密结合，导致Au纳米颗粒5d带上局部的孔洞增加，从而增强了局部的磁矩。

(3)催化性能 Ag NCs的形貌及其与氧化物底物之间的相互作用对Ag NCs的催化性能有很重要的影响。

AgNCs具有高表面积、高表面能和活化中心多的特点，因而具有极高的催化活性。

(4)生物相容性表面活化剂、硫醇类、胺类、羧基类化合物甚至树状聚合物等都能用来连接、固定、浓缩和促进贵金属纳米团簇的生成，生物大分子如蛋白质、核酸等也可以用来合成贵金属纳米团簇，这些连接物都为贵金属纳米团簇的形成提供了生物相容性的表面，使制得的贵金属纳米团簇能够用于细胞标记和活体细胞内及细胞外成像等。

(5)光稳定性贵金属纳米团簇具有良好的光稳定性，对典型的单纳米团簇于647 nm (23kW/cm2)处激发，在650 s内可收集到大于108个光子，同时，贵金属纳米团簇在实验有关时间尺度上(0.1—>1000 ms)无闪烁，可以用作长时间、实时、动态研究，如细胞间相互作用、细胞分化和示踪等。

金属纳米团簇的合成及催化性能研究

金属纳米团簇的合成及催化性能研究金属纳米团簇是指金属原子数量在2~100个之间的纳米粒子。

随着纳米技术的发展，不同的制备方法已经被开发出来，其中包括溶剂热法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、水相法等。

合适的合成方法可以控制金属纳米团簇的大小和形状。

此外，金属纳米团簇还具有催化性能，在化学合成、环境处理等领域得到广泛应用。

一、溶剂热法合成金属纳米团簇溶剂热法是一种常见的合成金属纳米团簇的方法。

其基本步骤包括将金属前驱物和表面活性剂混合后在高温高压的溶剂中反应。

利用该方法可以合成各种金属纳米团簇，如银、金、铂、铜等。

二、物理气相沉积法制备金属纳米团簇物理气相沉积法是通过磁控溅射或电子束蒸发将金属蒸发到反应室中，然后通过控制气氛和压力使金属沉积到基底上，形成纳米团簇。

该方法可以制备出具有较好形貌和尺寸的纳米团簇。

三、化学气相沉积法制备金属纳米团簇化学气相沉积法是利用金属有机物等物质，在高温下在气相中分解生成金属纳米团簇，并使其在载体上沉积形成薄膜或粉末。

该方法可以制备出多种金属的纳米团簇，如Au、Ag、Pd、Ni等。

四、水相法合成金属纳米团簇水相法是一种简单易行的合成金属纳米团簇的方法，将金属盐和还原剂同时加入水中反应，生成纳米团簇。

此法是一种简单便捷的制备方法，它能够合成大小均匀、分散性好、化学性质稳定的高精度金属纳米团簇。

五、金属纳米团簇的催化性能金属纳米团簇在催化领域应用广泛。

它们具有许多优异的方面，在催化反应中表现出高效、高选择性、费用低等特点。

金属纳米团簇被广泛应用于化学合成、环境保护、生物医药等领域。

例如，在催化氧化反应中，金属纳米团簇具有良好的催化活性和高的选择性。

在环境处理中，金属纳米团簇可以对废水中的有害物质进行高效分解。

在生物医药领域，金属纳米团簇可以用于抗菌、抗癌等治疗方法。

六、总结金属纳米团簇的合成和催化性能研究是当前的热点领域之一。

随着纳米技术的发展，越来越多的制备方法和应用领域被发掘出来。

金纳米簇制备及应用

Ｒesearch progress in preparation methods of gold and silver nanoclusters and their applications in biomedical analysis
金银纳米簇制备方法的研究进展及在生物分析中应用
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Thank you!
可调控荧光：当金属颗粒尺寸与电子的费米波长相当时，因为量子尺寸效应，使能级变得不连续，就可受激发生电子跃迁而产生较强荧光。因此与传统的有机荧光染料和量子点相比，MNCs 不仅具有尺寸依赖且可调的荧光
优点：
1.尺寸依赖且可调的荧光 2.斯托克位移较大
3.高量子效率
4.合成方法简便 5.生物相容性好
二、细胞标记及成像
AuNCs 具有荧光染料、QDs 等标记物所不具备的优点如粒径小、无毒、生物相容性好，使其成为一种理想的荧光探针。
由于红光比蓝光或绿光穿透组织更有效，并且能减少组织损伤，降低机体的自发荧光干扰等。因此，近红外激发和发射荧光具有临床应用价值。转换纳米粒子（UCNP）可以通过一个非线性光学过程将较低能量的近红外辐射转化为较高能量的可见光。
Trend in the ligands used for NMQCs synthesis
Applications in biomedical analysis
一、生物活性小分子检测 1、H2O2 2、葡萄糖 3、胆固醇、尿素、氨基酸及其衍生物、多巴胺等二、细胞标记及成像 1、体外细胞标记成像 2、活体成像
体外细胞标记成像
Retnakumari 等[77]制备了牛血清白蛋白（BSA）包被的金纳米团簇，并通过氨基将叶酸（folic acid，FA）与 BSA 连接，特异地标记了口腔癌细胞（oral cancer KB cells）和乳腺癌细胞（ breast adenocarcinoma MCF-7）。 Chen等人用一种近红外荧光染料，亲水性ICG 衍生物 MPA 标记叶酸修饰的金簇用于肿瘤的近红外成像，随后，他们又用阿霉素轭合叶酸修饰的金簇用于体内靶向的治疗。

胶体化学合成法合成金属纳米团簇

胶体化学合成法合成金属纳米团簇示例文章篇一：《胶体化学合成法合成金属纳米团簇：奇妙的微观世界之旅》嘿，小伙伴们！今天我要给你们讲一讲超级酷的东西——用胶体化学合成法合成金属纳米团簇。

你们可别一听这名字就觉得头疼，其实可有趣啦！我先给你们讲讲啥是金属纳米团簇吧。

想象一下，金属就像一群小士兵，但是这些小士兵超级小，小到我们用肉眼根本看不到。

纳米团簇就是由很少量的这些金属小士兵聚集在一起组成的小团体。

那为啥要合成它们呢？这就好比我们搭积木，我们把这些金属小“积木块”按照一定的方法搭起来，就可以做出有特殊功能的东西呢。

现在咱们就来说说这个胶体化学合成法。

胶体，你们知道吗？就像胶水一样，能把东西粘在一起。

不过这里的胶体可不像我们平时用的胶水那么简单。

在这个合成法里，胶体就像是一个小小的保护罩，把金属原子都保护起来，让它们慢慢聚集在一起，变成我们想要的纳米团簇。

我记得有一次，我在科学课上看老师做这个实验。

老师就像一个魔法师一样。

老师先拿出了一些化学试剂，那些试剂的瓶子花花绿绿的，可好看了。

老师说这些试剂里面就含有我们要合成纳米团簇的金属元素。

然后老师又拿出了一种像牛奶一样白白的东西，那就是胶体啦。

老师小心翼翼地把试剂和胶体混合在一起，就像在做一道超级神秘的菜肴。

这时候，旁边的小明就问老师：“老师，这就像把糖放进水里一样简单吗？”老师笑着说：“可没那么简单哦，小明。

这就像是一场精确的舞蹈，每一个步骤都要把握好节奏。

如果试剂加得太多或者太少，就像跳舞的时候踩错了步子，那就合成不出我们想要的纳米团簇啦。

”在混合之后，我们就开始观察。

可是看了半天，啥都看不到啊。

我就着急地说：“老师，怎么还没变化呀？”老师耐心地解释：“这就像种子发芽一样，需要时间。

这些金属原子正在胶体这个小摇篮里慢慢聚集呢。

”过了一会儿，真的有变化了。

溶液的颜色开始变了，变得有点亮晶晶的。

小红兴奋地说：“哇，好像魔法一样！”那这个金属纳米团簇到底有啥用呢？它的用处可大了。

金纳米团簇的合成

金纳米团簇的合成金纳米团簇是一种具有特殊性质和应用潜力的金属纳米材料。

它们由数十个金原子组成，形成一种球形或其他几何形状的纳米尺度集合体。

金纳米团簇的合成方法多种多样，包括溶液相合成、气相合成、固相合成等。

溶液相合成是一种常用的金纳米团簇制备方法。

在这种方法中，首先将金盐（如氯金酸）溶解在溶剂中，然后通过加入还原剂和表面活性剂等辅助剂，将金离子还原为金原子。

在适当的条件下，金原子会自组装形成纳米尺度的团簇。

这些团簇具有特殊的光学、电学、磁学和催化性质，广泛应用于生物医学、催化剂、传感器等领域。

气相合成是另一种常见的金纳米团簇合成方法。

通过控制金属蒸汽的温度、压力和流速等条件，使金原子在惰性气体（如氢气）气氛中聚集形成团簇。

这种方法可以制备高纯度、均一分散的金纳米团簇，并且可以通过调节合成条件来控制其大小和形状。

固相合成是一种较少使用的金纳米团簇合成方法。

在这种方法中，金盐溶液被吸附到固体基底上，然后通过加热或其他化学反应来还原金离子并形成团簇。

这种方法适用于制备表面修饰的金纳米团簇，可以通过选择不同的基底材料和反应条件来实现对团簇结构的调控。

除了上述方法，还有许多其他合成金纳米团簇的方法，如模板法、电化学合成、光化学合成等。

每种方法都有其优点和局限性，选择合适的方法取决于目标应用和合成要求。

金纳米团簇具有许多独特的性质和应用潜力。

首先，它们具有尺寸效应和量子效应，表现出与大尺寸金材料不同的光学和电学性质。

这使得金纳米团簇在生物医学成像、光学传感器、光催化和光电子器件等领域具有广泛的应用前景。

金纳米团簇具有高表面活性和催化活性，能够有效地催化各种化学反应。

这使得它们在催化剂和电催化等领域具有广泛的应用。

此外，金纳米团簇还具有优异的稳定性和生物相容性，使其在生物医学领域具有潜在的应用前景，如药物输送、肿瘤治疗和生物传感器等。

金纳米团簇的合成和表征技术也得到了快速发展。

利用高分辨透射电子显微镜、单颗粒光谱学和质谱等技术，可以对金纳米团簇的结构、形貌和成分进行精确的表征。

贵金属纳米团簇的制备及其在光催化领域的应用

贵金属纳米团簇的制备及其在光催化领域的应用摘要近年来，贵金属纳米团簇作为一种新型纳米材料，因其独特的物理化学性质在光催化领域备受关注。

本文对贵金属纳米团簇的制备方法进行了综述，并重点讨论了其在光催化领域的应用。

通过对相关研究文献进行综合分析，探讨了贵金属纳米团簇在光催化领域中的潜在应用价值和未来发展方向。

本文旨在为进一步研究贵金属纳米团簇在光催化领域的应用提供参考。

关键词：贵金属；纳米团簇；光催化；制备方法；应用引言在当今社会，光催化技术作为一种环保、高效的新型能源转化技术，受到广泛关注。

贵金属纳米团簇作为一种新型纳米材料，具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，被广泛应用于光催化反应中。

本文将从贵金属纳米团簇的制备方法出发，探讨其在光催化领域的应用研究现状及未来发展方向，旨在为该领域的研究提供一定的参考。

一、贵金属纳米团簇的制备方法贵金属纳米团簇的制备方法主要包括化学还原法、溶剂热法、易溶剂法等。

其中，化学还原法是目前应用最为广泛的一种制备方法。

通过在水相或有机相中加入还原剂，将金属前驱体还原为原子大小的金属团簇。

溶剂热法是将金属前驱体溶解于高沸点有机溶剂中，在高温条件下还原形成金属团簇。

易溶剂法则是将金属前驱体溶解于易挥发的有机溶剂中，在加入非溶剂的情况下形成金属团簇。

不同的制备方法会影响到贵金属纳米团簇的结构和性质，因此在选择制备方法时需根据具体应用需求进行优化。

二、贵金属纳米团簇在光催化领域的应用1.光催化水分解贵金属纳米团簇在光催化水分解反应中表现出优越的催化活性和稳定性。

通过调控贵金属纳米团簇的结构和组成，可以有效提高光催化水分解的效率。

研究表明，贵金属纳米团簇可以有效地促进光催化水分解反应，生成氢气和氧气，为可再生能源的开发利用提供了新思路。

2.光催化CO2还原CO2还原是一种重要的光催化反应，可以将二氧化碳转化为高附加值的有机化合物。

贵金属纳米团簇作为催化剂在CO2还原反应中表现出良好的催化性能。

原子级精确的币金属纳米团簇在光催化应用方面的研究进展

原子级精确的币金属纳米团簇在光催化应用方面的研究进展逯慧;李江;王丽华;诸颖;陈静
【期刊名称】《应用化学》
【年(卷),期】2022(39)11
【摘要】光催化技术可以直接将太阳能转化为化学能,制造化学燃料或环境友好的产品。

然而,常用的光催化剂大多为具有宽能隙的半导体材料,所需光源大多在紫外区,对太阳光的利用率不高;并且电子-空穴复合率高,导致光催化反应效率低。

币金属纳米团簇具有超小尺寸(<2 nm)和分立能级,能够实现电子和空穴的分离,电子结构可调,可以通过调节其电子结构进而提高其光催化性能。

同时,精确的原子级组成和结构使其成为一种在原子水平上探索光催化机制的理想模型。

本文报道了基于币金属纳米团簇的光催化反应的现状,包括水分解产氢、有机污染物降解和光催化氧化胺等。

通过探讨调节币金属纳米团簇的光催化性能的策略,对币金属纳米团簇光催化剂的发展前景予以展望。

【总页数】13页(P1652-1664)
【作者】逯慧;李江;王丽华;诸颖;陈静
【作者单位】中国科学院上海应用物理研究所;中国科学院上海高等研究院基础交叉研究中心;中国科学院大学
【正文语种】中文
【中图分类】O611.4
【相关文献】
1.精确尺寸巯基保护贵金属纳米团簇的合成进展
2.原子精确的金纳米团簇在催化中的配体效应
3.原子精确的锰掺杂半导体纳米团簇光致发光性能及其调控机制
4.具有高稳定性以及光催化产氢活性的奇数环状异金属钛氧纳米团簇
5.原子数精确的金属纳米团簇在电催化领域的应用研究进展
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8.3 金纳米团簇的制备方法

金纳米团簇的制备方法1 概述从1980年开始，由于大家对单层硫醇分子在大体积金表面自组装(SAMs)的研究，“Au-SR'’化学开始发展起来的。

由于SAM相关研究的激起，在1990年，研究者开始探讨用硫醇去合成金纳米颗粒并且使之功能化。

在前期的工作中，发现NDA保护的金纳米颗粒具有非常好的稳定性，因此在生物化学和生物医学领域引起了广泛的研究。

此外，为了更好的研究它的应用，控制纳米颗粒的尺寸和单分散性就成了重中之重了。

Whetten课题组首先报道了溶剂法合成多分散的硫醇配体保护的金纳米颗粒，这种方法合成的纳米颗粒的尺寸范围在1.5-3.5 nm。

后来他们又报道了尺寸更小的金纳米颗粒(1.3nm，～75 atoms，和1.1nm，～38 atoms)。

有趣的是，8K大小的产物展现出了非常强的量子尺寸效应。

尽管当时Whetten 课题组不能在原子水平很好的控制金纳米颗粒的尺寸，以及单一分散性，但是他们的合成方法——(i)过量的硫醇配体：可以将Au(III)转化为Au(I)-SR络合物(complex)；(ii)过量的还原剂：将Au(I)还原为Au(0)，被认为是标准的合成策略，这为后来合成超小的金纳米团簇奠定了基础。

后来，一些科学家用这种方法成功合成了小于1 nm的金纳米团簇，例如用谷胱甘肽(GSH=γ-Glu-Cys-Gly)保护的金纳米颗粒。

另外，Murray课题组也在Au-SR纳米颗粒的合成和电化学方面进行了一些研究。

此时色谱分析法(Chromatography)被用来分离有机可溶的金属纳米团簇。

后来，Tsukuda课题组利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)法来分离一些Au-SG团簇(图1-4)，第一次得到了高纯度的Au n(SG)m纳米团簇，并且也首次给出了几种不同尺寸的金纳米团簇的ESI质谱图——Au18(SG)14，Au21(SG)12，Au25(SG)18，Au28(SG)16，Au32(SG)18，和Au39(SG)23。