專利名稱：一種制備有孔金微米片的方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料中納米粒子制備技術，具體地，涉及一種在水溶液中制備有孔金微米片的方 法。
背景技術：
利用液相法合成的具有特殊形狀的金納米粒子，如球、片或帶形粒子等，由于其良好的化學穩定性、生物相容性和獨特的光學等性質，在催化、生物醫學和光電子裝置等方面的應用越來越廣泛，尤其在分子標記，化學傳感，納米電子裝置等方面有很大的應用價值。由于金納米材料的光電等性質依賴于其尺寸和形貌，因此各種形貌的金納米材料的可控合成是液相合成金納米材料實用化所必須解決的關鍵問題之一。目前制備的中空金納米材料有單孔納米環和單孔納米片。金納米環的制備一般需要以銀納米結構作為犧牲硬模板，通過置換反應形成金納米環，或通過聚乙二醇與十二烷基硫酸鈉復合物來制備金納米環。這兩種方法或需要金屬硬模板或需要高分子與表面活性劑復合物參與，生成的是材料多為納米級的單孔的片狀結構，而且操作過程復雜，合成過程難以控制，產品分離困難，易造成污染。本發明通過控制聚乙二醇分子量及濃度等因素制備出微米級別的金微米單孔或多孔結構。相對于前人所作的納米級單孔結構，我們制備的金微米單孔結構更大，而本發明制備的多孔結構材料除了可以作為納米器件的基礎材料外，在表面增強拉曼光譜和分子傳感器方面有更好的應用前景。

發明內容
本發明目的在于提供一種綠色、簡便的制備有孔金微米片的方法，利用聚乙二醇 (PEG)作為還原劑和保護劑，在水溶液中化學還原氯金酸，通過調整PEG分子量和濃度，改變氯金酸濃度，合成出含單孔或多孔的金微米片。為了達到上述目的，本發明提供了一種制備有孔金微米片的方法，該方法利用聚乙二醇作為還原劑和保護劑，與氯金酸水溶液反應，將金離子還原成有孔的金微米片狀結構，具體步驟包含
步驟1，將聚乙二醇加入到去離子水中，加熱至80°C使其充分溶解，待溶液冷卻至室溫后與含氯金酸的水溶液混合，使得溶液中各組分最終濃度分別為氯金酸0. 1-lmmol/L，聚乙二醇 l-20g/L ；
步驟2，上述步驟1得到的溶液在室溫、常壓下200 r/min攪拌1 min后，在50士 1°C避光反應15-50h ；
步驟3，分離步驟2反應所得的沉淀，洗滌，得到有孔金微米片。上述的制備有孔金微米片的方法，其中，所述的聚乙二醇的平均分子量為 200-20000 ；更優選地，所述的聚乙二醇的平均分子量為400-8000。上述的制備有孔金微米片的方法，其中，步驟1中，所述聚乙二醇的最終濃度為l-10g/L。

上述的制備有孔金微米片的方法，其中，步驟2中，避光反應時間為20_50h。上述的制備有孔金微米片的方法，其中，步驟3中，所述的分離是指反應結束后， 將反應溶液使用高速離心機離心分離沉淀產物。上述的制備有孔金微米片的方法，其中，步驟3中，所述的洗滌是指將分離所得的沉淀用去離子水洗滌。本發明的技術方案利用聚乙二醇作為還原劑和保護劑配成水溶液，以氯金酸 (HAuCl4)為原料，將氯金酸水溶液加入到該水溶液中，利用聚乙二醇作為還原劑，將金離子還原成單孔或多孔金微米片。本發明具有下述顯著優點
1.本發明合成方法簡單且所用試劑環保無毒，反應條件溫和，不需要外加還原劑，反應步驟簡化為一步，操作簡便，產品容易分離。2.可合成尺寸在微米級的單孔或多孔金微米片。3.所合成的金微米片結構較穩定。


圖1為實施例1所得的單孔金微米片的SEM圖。圖2為實施例2所得的多孔金微米片的TEM圖。圖3為實施例3所得的多孔金微米片的TEM圖。圖4為實施例4所得的多孔金微米片的TEM圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例和附圖對本發明的技術方案作進一步地說明。實施例1
將一定量的聚乙二醇(平均分子量20000)加入到去離子水中，加熱至80°C使其充分溶解，待溶液冷卻至室溫后與含氯金酸的水溶液混合，使得溶液中各組分最終濃度分別為氯金酸0. 5mmol/L，聚乙二醇20g/L，室溫、常壓下200 r/min攪拌1 min后，在50士 1°C避光反應15h，反應結束后將反應溶液使用3000 r/min高速離心機離心分離產物，沉淀用去離子水洗滌三次得到當量直徑約為4μπι六邊形金微米片(含有一個孔)，如圖1所示。實施例2
將一定量的聚乙二醇(平均分子量8000)加入到去離子水中，加熱至80°C使其充分溶解，待溶液冷卻至室溫后與含氯金酸的水溶液混合，使得溶液中各組分最終濃度分別為氯金酸0. lmmol/L，聚乙二醇10g/L，室溫、常壓下200 r/min攪拌1 min后，在50士 1°C避光反應20h，反應結束后將反應溶液使用3000 r/min高速離心機離心分離產物，沉淀用去離子水洗滌三次得到5 μ m金微米片(含有多孔)，如圖2所示。實施例3
將一定量的聚乙二醇(平均分子量1000)加入到去離子水中，加熱至80°C使其充分溶解，待溶液冷卻至室溫后與含氯金酸的水溶液混合，使得溶液中各組分最終濃度分別為氯金酸l.Ommol/L，聚乙二醇5g/L，室溫、常壓下200 r/min攪拌1 min后，在50士 1°C避光反應35h，反應結束后將反應溶液使用3000 r/min高速離心機離心分離產物，沉淀用去離子水洗滌三次得到直徑約2. 5 μ m金微米片(多孔)，如圖3所示。實施例4
將一定量的聚乙二醇(平均分子量400)加入到去離子水中，加熱至80°C使其充分溶解，待溶液冷卻至室溫后與含氯金酸的水溶液混合，使得溶液中各組分最終濃度分別為氯金酸0. 3mmol/L，聚乙二醇lg/L，室溫、常壓下200 r/min攪拌1 min后，在50士 1°C避光反應50h，反應結束后將反應溶液使用3000 r/min高速離心機離心分離產物，沉淀用去離子水洗滌三次得到直徑約3. 5 μ m金微米片(多孔)，如圖4所示。本發明的方法的特征在于采用聚乙二醇(PEG)為還原劑和保護劑，在水溶液中將氯金酸(HAuCl4)還原成多孔金微米片。在反應過程中，聚乙二醇和氯金酸共同起控制微米材料形貌和尺寸的作用。反應產物經高速離心后，沉淀用水洗滌得到多孔的金微米片狀結構。本發明合成方法簡單且所用試劑環保無毒。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1.一種制備有孔金微米片的方法，其特征在于，該方法利用聚乙二醇作為還原劑和保護劑，與氯金酸水溶液反應，將金離子還原成有孔的金微米片狀結構，具體步驟包含步驟1，將聚乙二醇加入到去離子水中，加熱至80°c使其充分溶解，待溶液冷卻至室溫后與含氯金酸的水溶液混合，使得溶液中各組分最終濃度分別為氯金酸0. 1-lmmol/L，聚乙二醇 l-20g/L ；步驟2，上述步驟1得到的溶液在室溫、常壓下200 r/min攪拌1 min后，在50士 1°C避光反應15-50h ；步驟3，分離步驟2反應所得的沉淀，洗滌，得到有孔金微米片。
2.如權利要求1所述的制備有孔金微米片的方法，其特征在于，所述的聚乙二醇的平均分子量為200-20000。
3.如權利要求2所述的制備有孔金微米片的方法，其特征在于，所述的聚乙二醇的平均分子量為400-8000。
4.如權利要求3所述的制備有孔金微米片的方法，其特征在于，步驟1中，所述聚乙二醇的最終濃度為l-10g/L。
5.如權利要求4所述的制備有孔金微米片的方法，其特征在于，步驟2中，避光反應時間為 20-50h。
6.如權利要求1-5任意一項所述的制備有孔金微米片的方法，其特征在于，步驟3中， 所述的分離是指反應結束后，將反應溶液使用高速離心機離心分離沉淀產物。
7.如權利要求6所述的制備有孔金微米片的方法，其特征在于，步驟3中，所述的洗滌是指將分離所得的沉淀用去離子水洗滌。
全文摘要
本發明公開了一種制備有孔金微米片的方法，該方法利用聚乙二醇作為還原劑和保護劑，與氯金酸水溶液反應，將金離子還原成有孔的金微米片狀結構，具體步驟包含步驟1，將聚乙二醇加入到去離子水中，加熱至80℃使其充分溶解，待溶液冷卻至室溫后與含氯金酸的水溶液混合，使得溶液中各組分最終濃度分別為氯金酸0.1-1mmol/L，聚乙二醇1-20g/L；步驟2，上述步驟1得到的溶液在室溫、常壓下200r/min攪拌1min后，在50±1℃避光反應15-50h；步驟3，分離步驟2反應所得的沉淀，洗滌，得到有孔金微米片。本發明的合成方法簡單且所用試劑環保無毒，所得的產品是為微米片，且微米片內含單孔或多孔，摒棄金納米材料熱化學合成中常規還原劑，綠色環保，分離容易，操作簡便。
文檔編號B22F9/24GK102407345SQ20111036805
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者余莉莉, 梁金榮, 王純榮, 顏賢仔 申請人:江西農業大學