金奈米粒子的合成研究

發佈:2015-09-17, 週四

正常的黃金外觀,是大家熟知的金黃色金屬光澤,但當其大小,縮減至奈米尺度時,這些顆粒表面的自由電子經照光後被激發,並吸收特定波長的光子能量,產生瞬間誘導式偶極震盪,即所謂的表面電漿共振現象。由於顆粒呈球形並且對稱的金奈米粒子,其表面電漿的共振吸收,主要在 520 nm 波長附近 (藍綠光),因此溶液會呈現紅色。而當金奈米粒子的形狀改變,比方,圓柱型,那麼便會吸收波長較長的紅光,而呈現紫紅色。

製造金奈米粒子

製造金奈米粒子,可利用檸檬酸鈉還原四氯金酸而獲得。可使用勢動科技的 N-1100D 減壓濃縮機,快速製作出金奈米粒子溶液。或是使用勢動科技的 WH220-HT 數位式電磁加熱攪拌器,搭配迴流加熱裝置也可以,不過這樣的設置,過程比較繁瑣。

最後,利用實驗室常見的經濟型紫外/可見光分光光度計,與電子顯微鏡,來檢驗金奈米粒子的光學特徵與外觀。

以下是金奈米粒子的製作過程:

清洗相關設備

先以王水充分浸泡清洗實驗過程中會使用到的容器,如,燒瓶、攪拌子、量筒、冷凝管、移液器 (定量吸管)。接著,以去離子純水沖洗乾淨。最後以超純水 (電阻值大於 15 MΩ),將這些設備淋洗三次,並烘乾後靜置備用。純水製造設備,可洽詢勢動科技。

準備 HAuCl4 溶液

在100 mL加入HAuCl 4 溶液 30 mL,濃度 1 mol/m3 (1 mM)。在減壓濃縮機中,利用砂浴或油浴,將溶液加熱攪拌至沸騰。(若使用迴流裝置搭配磁力攪拌機的設置,則在燒瓶中置入攪拌子後,放至於沙浴或油浴容器,並整組置於電磁加熱攪拌器上,加熱至沸騰)

取得金奈米粒子溶液

定量吸管取得濃度為38.8 mM 的檸檬酸鈉水溶液 (C6H5O7Na3),3.5 mL(紅色金奈米粒子) 或 1.5 mL (紫紅色金奈米粒子),自冷凝管上端快速加入燒瓶中。持續加熱攪拌至溶液重新沸騰後,再加熱 10 分鐘,隨後停止加熱,並繼續攪拌直到溶液到達室溫。便可得到金奈米粒子溶液。

驗證金奈米粒子溶液

紫外光/ 可見光分光光度計,測定此二種金奈米溶液的吸收光譜圖,其中檸檬酸鈉用量高的紅色金奈米粒子溶液 (3.5 mL 檸檬酸鈉),表面電漿共振最大吸收波長為520 nm;檸檬酸鈉用量低的紫紅色金奈米粒子溶液,表面電漿共振最大吸收波長為 528 nm。如下圖所示:

Gold Nanoparticles
金奈米粒子光譜

勢動科技提供經濟好用的紫外/可見光分光光度計,特別適合相關研究,及實驗室練習時使用。