金纳米颗粒的微反应连续合成

董晓锐，王凯，骆广生

（清华大学化学工程系，化学工程联合国家重点实验室，北京100084）

引 言

金纳米颗粒（AuNPs）是一种重要的贵金属纳米材料，它可以分散于水中形成水溶胶，因此又被称为胶体金（colloidal gold）[1]。溶液中的金纳米颗粒表面被配体覆盖从而免于团聚沉淀，常见配体有柠檬酸钠（Na3Ct）[2]、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）[3]、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）[4]等。由于存在局域表面等离子体共振效应，低浓度的金纳米颗粒溶液具有明显的紫外-可见光吸收[5]，并且颗粒的粒径越均匀其吸收峰越窄[6]。如果金纳米颗粒在溶液中发生聚集，其特征吸收峰会发生红移并且展宽[7]，因此可以利用金纳米颗粒对被检测物的光谱响应实施分析检测[5]。此外，金纳米颗粒也可被应用于超分子化学[8]、生物标记[9]、化学探针[10-11]等领域。

不同粒径的金纳米颗粒一般采用不同方法制备，如NaBH4还原法（1～10 nm）、晶种生长法（>40 nm）等[12-15]，其中15～30 nm 的金颗粒制备技术大多源于Turkevich 法[16]，其突出优势在于产物颗粒的粒径高度均一。该方法在水溶液中以弱还原剂柠檬酸钠作为反应物和配体，在沸腾条件下与氯金酸（HAuCl4）反应形成单质金，以不规则形态沉淀出的金颗粒晶核再经过一定时间的奥氏熟化[17]即可转变为窄分布的金纳米颗粒。该体系在酸性环境下反应速度快，但易受到原料混合的影响，一般制得的颗粒粒径分布较宽；相反在碱性环境下反应速度慢，通过长时间的搅拌反应有助于获得分散因子（PDI）小于10%的金纳米颗粒[18]，因此Turkevich 法一般都在碱性反应条件下进行。反……