摘 要

金是一种性质稳定的贵金属，其纳米粒子由一个基础金核（原子金Au）及包围在外部的双离子层构成。在球形粒径和单分散性可以有效控制的情况下，通过改变反应条件和破坏各向同性生长的趋势，可以合成金纳米棒。金纳米棒凭借特有的LSPR特性，可用做生物分子检测，也能作为抗体、生物素、酶等监测分子；高长径比的金纳米棒在近红外区对光的吸收和散射能力都很强, 因此对于皮下组织癌症的治疗或者诊断有极高的应用价值。

目前主要制备方法有模板法、电化学法、晶种生长法及光化学法。本课题以氯金酸为原料，选择相对成熟的晶种生长法合成金纳米棒。在此基础上，对反应条件进行了优化，研究了还原剂类型、Ag 的浓度、晶种投入量对金纳米棒形貌的影响。实验结果表明：选择抗坏血酸作为还原剂，合成的金棒比对苯二酚的效果要好，且随着晶种量的增加，金纳米棒的长径比先增大后减小；另外，硝酸银的量对金棒也有一定的影响。

关键词: 晶种生长法 金纳米棒 还原剂

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Study on the Synthesis of Gold Nanorods

Abstract

Gold is a stable noble metal whose nanoparticles consist of a base gold (Au) and a double ion layer surrounded by an external gold. In the case where the spherical particle size and monodispersity can be effectively controlled, the gold nanorods can be synthesized by changing the reaction conditions and breaking the trend of isotropic growth. Gold nanorods can be used as biomolecule detection, but also as antibody, biotin, enzyme and other monitoring molecules; High aspect ratio of gold nanorods in the near infrared region of light absorption and scattering ability is very strong , So for subcutaneous cancer treatment or diagnosis of cancer has a very high value.

At present, the main preparation methods are template method, electrochemical method, seed growth method and photochemical method. In this paper, the gold nanorods were synthesized by using the relatively mature seed growth method with chloroauric acid as raw material. On the basis of this, the reaction conditions were optimized, and the effects of reducing agent type, Ag concentration and seed crystal input on the morphology of gold nanorods were studied. The results showed that the addition of ascorbic acid as reducing agent had better effect than hydroquinone, and with the increase of seed crystal amount, the aspect ratio of gold nanorod was increased first and then decreased; In addition, the amount of silver nitrate on the gold bar also has a certain impact.

Key words: seed growth method ; gold nanorod ; reductant

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 综述 1

1.1 金纳米棒的简介 1

1.2金纳米棒的制备方法 1

1.2.1 模板法 1

1.2.2 电化学法 2

1.2.3 晶种生长法 3

1.2.4光化学法 4

1.3 金纳米棒的合成机理 4

1.4 本课题的内容和意义 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验试剂 6

2.2 实验仪器 6

2.3 金纳米棒的制备 6

2.3.1 晶体种子溶液的制备 7

2.3.2 抗坏血酸型生长溶液的制备 7

2.3.3 对苯二酚型生长溶液的制备 7

2.3.4金纳米棒的合成与纯化 8

2.4 实验结果表征 8

第三章 结果与分析 9

3.1 实验分析 9

3.1.1 种子量的影响 9

3.1.2还原剂的影响 10

3.1.3硝酸银浓度的影响 13

第四章 总结与展望 17

参考文献 18

致 谢 21

第一章 综述

1.1 金纳米棒的简介

金本身是一种贵金属，能大量稳定的存在于自然界，化学性质稳定，金纳米颗粒也自然沿袭了体相材料的性质^[1]，因此具有相对稳定性，同时具有如CT、X-光线、荧光成像等非常丰富化学物理性质。金纳米棒指的是一种尺度在几纳米到几百纳米的金质棍棒状颗粒，具有非常丰富的化学物理性质。它在生物医学上可用于体外诊断和体内治疗^[2]，其光学性质可以作为光学元件的传感器^[3]等，应用相当广泛，深受材料界的青睐。

金纳米棒的长度在20 到200 范围内连续可调，同时棒的宽度也可以在5到100范围内实现连续可调。这样做带来的好处是，波长能从可见光波长(550)到近红外光波长(1550)实现连续平滑调整，也因此具有了可调的50 % 到100 %的光热转换效率。凭借此特点，金纳米棒占据了广阔的市场。例如，金纳米棒传感器利用LSPR特性对光谱的区分能力能用做生物分子检测，也能作为抗体、生物素、酶等监测分子；通过一定的光照，金纳米棒可以在人体内消灭一定数量的癌细胞^[4]，即现在较为看好的光热治疗。材料与医学的组合，是金纳米棒最好的舞台，也是医学治疗打开新局面的契机点，可见金纳米棒的应用前景巨大。

1.2金纳米棒的制备方法

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