金奈米粒子的合成研究
正常的黄金外观,是大家熟知的金黄色金属光泽,但当其大小,缩减至奈米尺度时,这些颗粒表面的自由电子经照光后被激发,并吸收特定波长的光子能量,产生瞬间诱导式偶极震荡,即所谓的表面电浆共振现象。由于颗粒呈球形并且对称的金奈米粒子,其表面电浆的共振吸收,主要在 520 nm 波长附近 (蓝绿光),因此溶液会呈现红色。而当金奈米粒子的形状改变,比方,圆柱型,那么便会吸收波长较长的红光,而呈现紫红色。
制造金奈米粒子,可利用柠檬酸钠还原四氯金酸而获得。可使用势动科技的 N-1100D 减压浓缩机,快速制作出金奈米粒子溶液。或是使用势动科技的 WH220-HT 数位式电磁加热搅拌器,搭配回流加热装置也可以,不过这样的设置,过程比较繁琐。
最后,利用实验室常见的经济型紫外/可见光分光光度计,与电子显微镜,来检验金奈米粒子的光学特征与外观。
以下是金奈米粒子的制作过程:
清洗相关设备
先以王水充分浸泡清洗实验过程中会使用到的容器,如,烧瓶、搅拌子、量筒、冷凝管、移液器 (定量吸管)。接着,以去离子纯水冲洗干净。最后以超纯水 (电阻值大于 15 MΩ),将这些设备淋洗三次,并烘干后静置备用。纯水制造设备,可洽询势动科技。
准备 HAuCl4 溶液
在100 mL加入HAuCl 4 溶液 30 mL,浓度 1 mol/m3 (1 mM)。在减压浓缩机中,利用砂浴或油浴,将溶液加热搅拌至沸腾。(若使用回流装置搭配磁力搅拌机的设置,则在烧瓶中置入搅拌子后,放至于沙浴或油浴容器,并整组置于电磁加热搅拌器上,加热至沸腾)
取得金奈米粒子溶液
以定量吸管取得浓度为38.8 mM 的柠檬酸钠水溶液 (C6H5O7Na3),3.5 mL(红色金奈米粒子) 或 1.5 mL (紫红色金奈米粒子),自冷凝管上端快速加入烧瓶中。持续加热搅拌至溶液重新沸腾后,再加热 10 分钟,随后停止加热,并继续搅拌直到溶液到达室温。便可得到金奈米粒子溶液。
验证金奈米粒子溶液
以紫外光/ 可见光分光光度计,测定此二种金奈米溶液的吸收光谱图,其中柠檬酸钠用量高的红色金奈米粒子溶液 (3.5 mL 柠檬酸钠),表面电浆共振最大吸收波长为520 nm;柠檬酸钠用量低的紫红色金奈米粒子溶液,表面电浆共振最大吸收波长为 528 nm。如下图所示:
势动科技提供经济好用的紫外/可见光分光光度计,特别适合相关研究,及实验室练习时使用。