金纳米颗粒的制备方法是什么

金纳米颗粒的制备方法多样，主要包括化学还原法、物理法（如激光烧蚀法）、生物合成法以及种子生长法等。这些方法通过不同的原理和操作条件，可控制备出不同尺寸、形貌和功能的金纳米颗粒。以下是具体介绍：

一、化学还原法

化学还原法是制备金纳米颗粒较常用的方法，其核心是通过还原剂将金离子（如$A{u}^{3+}$）还原为金原子，并控制其聚集形成纳米颗粒。

1. 柠檬酸钠还原法（Turkevich法）

• 原理：以氯金酸（$HAuC{l}_4$）为金源，柠檬酸钠为还原剂和稳定剂。柠檬酸钠不仅还原$A{u}^{3+}$为$A{u}^0$，还通过羧基吸附在金纳米颗粒表面，防止团聚。

• 步骤：

1. 将氯金酸溶液加热至沸腾。

2. 迅速加入柠檬酸钠溶液，继续加热并搅拌。

3. 溶液颜色由黄色变为深红色，表明金纳米颗粒形成。

4. 冷却至室温，获得粒径约10-20nm的金纳米颗粒。

2. Brust-Schiffrin法

• 原理：在有机相（如甲苯）中，利用巯基配体（如十二烷基硫醇）还原氯金酸，合成水不溶但有机溶剂分散的金纳米颗粒，需后续转水相处理。

• 步骤：

1. 将氯金酸与巯基配体溶于甲苯。

2. 加入$NaB{H}_4$作为还原剂，搅拌反应。

3. 离心分离，获得有机相金纳米颗粒。

二、物理法

1. 激光烧蚀法

• 原理：利用高能激光脉冲照射金靶材，使其蒸发并冷凝为纳米颗粒。

• 步骤：

1. 将金靶材置于液体介质（如水）中。

2. 用激光照射靶材，产生金蒸气。

3. 金蒸气冷凝为纳米颗粒，分散在液体中。

2. 物理蒸发法

• 原理：在真空或惰性气体环境中，加热金材料使其蒸发，并在冷阱上冷凝为纳米颗粒。

三、生物合成法

1. 植物提取物法

• 原理：植物提取物中的多酚、黄酮类化合物等具有还原性，可将$A{u}^{3+}$还原为$A{u}^0$，并稳定纳米颗粒。

• 步骤：

1. 将植物提取物与氯金酸溶液混合。

2. 搅拌反应，溶液颜色逐渐变化，表明金纳米颗粒形成。

3. 离心分离，获得金纳米颗粒。

2. 微生物合成法

• 原理：某些微生物（如细菌、真菌）能分泌还原性物质，将$A{u}^{3+}$还原为金纳米颗粒。

四、种子生长法

1. 步骤：

• 制备金纳米颗粒种子（如用柠檬酸钠还原法）。

• 将种子溶液与氯金酸、还原剂（如羟胺）混合，控制反应条件使种子表面生长。

• 通过调节反应时间、还原剂浓度等参数，控制最终粒径。

2. 特点：

• 可精确控制粒径和形貌。

• 适用于制备单分散性好的金纳米颗粒。

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