琼脂糖凝胶介导的微米级金纳米片的形成.pdfVIP

888 第五届博士生学术年会论文集 琼脂糖凝胶介导的微米级金纳米片的形成① 景爱华 马小媛 董 健钱卫平 东南大学，江苏省南京市，210096 摘要利用琼脂糖的还原性，在琼脂糖凝胶中原位合成了大量边长几微米的微米级金 纳米片单晶。琼脂糖凝胶集还原荆、保护剂和反应介质为一体，整个制备过程中不需要额外添 加其他试剂。利用扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)，X射线衍射仪(XRD)和 紫外一可见(UvIvis)分光光度计对产物进行了表征并探讨了微米级金纳米片的形成。琼脂 糖凝胶体系的应用，不仅为无机纳米材料的制备提供了新的绿色合成途径，而且为制备具有可 控形貌结构的纳米材料提供了一种新的思路。 关键词 纳米材料 琼脂糖金片 原位 前言 纳米材料因其独特的电子、光子、磁学、热学、催化及其他方面的性质与其常态材料截然不同而成为 目前研究的焦点。其在许多应用如催化、光学、生物传感及数据储存等领域中具有广泛的用途。为了得 到所需形貌和大小的纳米材料，人们选择不同的制备程序和反应试剂以达到目的。保护剂，如三膦化氢 oxide，TOP0)，磺基保护链和芳香族化合物通常用来保护或钝化纳米颗粒表面以 (trioctylphosphine 期获得单分散性良好的产品。模板也常用来合成规则排列的纳米阵列。但是，上述途径费力耗时，并且 所用材料不是有害，就是不能被环境降解，不仅限制了产品的规模化生产，而且危害了环境和人类。众 所周知，有机体在生理条件下就能够制造出众多的具有特殊形貌和特定性能的无机材料而避免上述的 不利因素。例如，在不能溶解的蛋白质矩阵框架有序阵列中的沉淀钙离子，可以形成软体动物的外壳； 在胶原质阵列中沉淀羟基磷灰石，可以形成脊椎动物的骨骼和牙齿。 琼脂糖是从琼脂中提纯出来的，主要是由1，3一连接的p-D-glt：喃半乳糖和1，4一连接的3，6脱水 a—L一吡喃半乳糖连接而成的一种线性多糖。琼脂糖水溶液冷却后形成内含溶剂的三维网状结构的琼脂 糖凝胶。尽管琼脂糖凝胶由于具有多孔结构和稳定性，而且已经广泛应用于电泳基质和细胞培养基质。 但是未见到关于这种新颖的多糖结构凝胶应用于生物合成方面制备纯金属纳米材料的报道。 在此，我们提出了一种无毒、无污染、方便、有效的制备纳米材料的方法。通过模仿生物体，在琼脂 糖凝胶的三维网状结构中浸润氯金酸，导致大量微米级金纳米片晶体自发生成。 一、实验部分 (一)试剂与仪器 ①基金项目；高等学校博士学科点专项科研基金和全国博士学位论文作者专项资金资助项目(No．200252)；江苏省自然科学基金 资助项且(No。BK2005067)。 化学与化工 术服务有限公司．纯水是用纯水仪制备(18Mfl，美国MillQ公司)．SIRION扫描电子显微镜(FEI 公司)，JEM2000EX透射电于显微镜(JEOL公司，日率)UV一3150UV--VISNIR紫外一可见光分 光光度计(SHIMADZU公司，¨本)。XD一3A 线(40kV，200mA)。 (二)琼脂耱凝胶的制备 将1 59琼脂糖粉末加入lOOmL的100C的纯水中．不停地搅拌使得琼脂糖粉末完争溶廨，形成透 明的溶液．即为1 管中．吩却至室温，就形成了内含水的二维网状结椅的白色半透明的琼脂糖凝胶。 (三)金纳米片的制备 0×1 将浸润1 0“toolI，“lIAuCl。的琼脂糖凝腔置r60C水浴中加热孵化2l、，可以看到许多余色 光点出现在琼脂糖凝胶中，这些金色光点随着反应时间的延长逐渐变大。将反应后的腔块加热融化，随 后在2000r／min离心分离15min，浮在表面的含有凝股的反廊剩余物用吸管移走．加人纯水洗涤几次。 所得产物可进一步进行表征。 二、结果与讨论 一)形貌表征 用I显示的尾生成的产物的数码相机照片。众所周知，水溶液中金纳米颗粒通常会由于表面等离 子共振而显示很深的红色或蓝色。从图1中，我f『J看到在{炎色的凝胶中分布着大量的金色亮点．这种现 象和以前的报道截然不同。这是冈为所使用的这种凝胺体系是一种全新的体系。一方面，这种傩系是 一种十透明的腔体，具有溶液体系的透明性，从而使得所生成的产物在体系中的分布情况和长大的过程