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纳米金溶胶制备及其尺寸分布的测量

论文题目:纳米金溶胶制备及其尺寸分布的测量学生姓名:xx指导教师:xx摘要纳米金具有很强的等离子吸收峰,其光学及电磁特性相对于其他金属纳米粒子更为突出,在DNA检测分析、生物探针、基团芯片、生物传感、药物载体等方面等多方面均有广泛的应用。

实验室根据不同尺寸和形状的纳米金具有不同的光吸收能力这一特性,提出制备特定尺寸的纳米金用于血液注射以改善血液在近红外部分的吸光度的方案,从而为改进激光治疗葡萄酒色斑(Port Wine Stains,PWS)提供指导。

本文通过还原法制备出不同粒径的球状纳米金,主要考察了还原剂用量、保护剂用量、搅拌速度和搅拌强度对纳米金制备的影响。

利用光谱仪和扫描电子显微镜对制得的纳米金的吸光特性和尺寸形貌进行表征。

结果表明:采用柠檬酸钠还原法制备出15nm-24nm的球状纳米金颗粒,其中柠檬酸钠加入量为5mL时制备出的纳米金分散性较好,粒径分布较均匀;加入适量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能有效地阻止纳米金团聚;在一定范围内的搅拌强度和搅拌时间对制备纳米金影响不大,但考虑到化学反应的需要和水蒸发过多对实验结果造成的不良影响,实验时搅拌强度以不产生漩涡、搅拌时间控制在15分钟左右为宜;采用柠檬酸钠-鞣酸还原法制备出3nm、9nm、16nm 左右的球状纳米金颗粒,随着鞣酸加入量的增加,制得的纳米金颗粒的尺寸减小;采用硼氢化钠还原法制备出的粒径约为24nm、28nm、33nm左右的球状纳米金颗粒,但其粒径分布不均匀,且形状相对不规则。

关键词:纳米金;还原法;柠檬酸钠;鞣酸;硼氢化钠ITitle: Preparation of gold nanoparticles and measuring the size distribution. Applicant: xxSupervisor: xxABSTRACTGolden nanoparticles have strong plasma absorption peak andbetter optical and electromagnetic properties than other metallic nanoparticles. Nowadaysthey are widely used in field of detection of DNA, drug delivery and manuscript of biological probes, group chip and biosensors. The golden nanoparticles with different sizes and shapes will have distinct light spectral absorption.Based on this characteristic, our lab proposed a method to prove the clinic effect of laser treatment of Port Wine Stains (PWS), a kind of congenital vascular malformation in dermis, byadding the golden nanoparticles to the blood to improve its light absorption.In this paper, the spherical golden nanoparticles with various sizes (diameter) will be prepared by three chemical reduction methods experimentally andthe effects of the reducing agent, protective agent, stirring speed and stirring intensity on the nanoparticle preparation will be fully investigated.The spectral absorption and the morphology of golden nanoparticles are characterized by spectrometer and scanning electron microscopy, respectively. The experiment results show that: spherical golden nanoparticles with diameter of 15nm-24nm are produced by using sodium citrate reduction method.Good dispersion and uniform particle size distribution is observed when the amount of sodium citrate is 5ml. Aggregation of golden nanoparticles can be effectively prevented by adding PVP.The effects of stirring intensity and stirring time on the preparation of gold nanoparticles are small.Generally speaking, the stirring should not produce vortex in the sample and best stirring time is about 15 minutes, considering the chemical reaction and adverse effects of excessive water evaporation on the experimental results.Spherical golden nanoparticles with diameterof 3nm, 9nm and 16nm are produced by using sodium citrate-tannin acid reduction method.The sizes of gold nanoparticles willbe smaller if we increase of the amount of tannic acid.Spherical gold nanoparticles with diameter of 24nm, 28nm and 33nm will be preparedI Iby using sodium borohydride reduction method. However, the particle size non-uniform size distribution and irregular particle shape are observed in the experiment.KEY WORDS:Gold nanoparticles; Reduction method; Sodium citrate; Tannin acid; Sodium borohydrideIII目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2纳米材料 (2)1.2.1纳米材料的发展 (2)1.2.2纳米材料的特性 (2)1.2.3纳米材料的应用 (3)1.3纳米金的制备方法和常用分析技术 (4)1.3.1纳米金的制备方法 (4)1.3.2纳米金的常用分析技术 (4)1.4纳米金的特性以及毒性、稳定性研究 (6)1.4.1纳米金的特性 (6)1.4.2纳米金的毒性研究 (7)1.4.3纳米金的稳定性研究 (7)1.5纳米金在生物医学中的应用 (8)1.6葡萄酒色斑(PWS)的治疗 (11)1.6.1葡萄酒色斑简介 (11)1.6.2葡萄酒色斑的治疗研究 (12)1.7本文的研究目标和内容 (14)2 实验设备及方法 (15)2.1实验所需试剂和仪器 (15)2.2纳米金的制备 (15)2.2.1柠檬酸钠还原法 (16)2.2.2柠檬酸钠-鞣酸还原法 (17)2.2.3硼氢化钠还原法 (17)2.3纳米金的表征 (18)2.3.1光谱仪 (18)2.3.2扫描电子显微镜 (19)3结果与讨论 (21)3.1柠檬酸钠还原法 (21)3.1.1还原剂用量的影响 (21)I V3.1.2PVP保护剂用量的影响 (23)3.1.3搅拌速度的影响 (25)3.1.4搅拌时间的影响 (26)3.2柠檬酸钠-鞣酸还原法 (27)3.3硼氢化钠还原法 (29)3.4不同还原剂对纳米金制备的影响 (31)4结论与展望 (33)4.1结论 (33)4.2现有工作不足及展望 (33)参考文献 (35)附录 (37)致谢........................................................................................................... 错误!未定义书签。

V1 绪论1.1引言“纳米”这一概念的设想最早是在二十世纪五十年代末期,由美国著名的物理学家费恩曼(R.P.Feynman,1918-1988)提出来的,他由于成功地解决了量子电动力学理论问题而获得诺贝尔奖。

在六十年代他就预言:如果我们在微小规模上能够对物质的排列进行控制,那么我们就能得到物质许多不同寻常的特性,将会出现意想不到的作用力和效应[1]。

1974年,科学家最早使用纳米技术一词来描述精密机械加工。

1982年,研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜(STM)被发明,使人类在大气和常温下看见原子、分子成为了现实,这项发明是人类探索纳米世界和技术的里程碑。

1990年,在美国第一次召开了纳米科技国际学术会议,从此开创了纳米科技飞速发展的新阶段。

经过几十年的发展,纳米科技已成功应用于催化材料、符合材料、光电学元器件、生物分子学等领域。

纳米金是指金的粒径为1-100nm之间的粒子,分散在水溶液或油溶液中。

纳米金在一些特定的晶面上存在着表面电子态,其费米能级恰好位于体能带结构沿该晶向的禁带中,形成只能平行于表面方向运动的二维电子云[2,3]。

这是纳米金的表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应的物理基础。

纳米金在520nm左右可见光谱范围之间有一个金的横向伸缩振动吸收峰[4],吸收波长随金粒子粒径的变大而增加,当有纳米金棒生成时,在近红外处就会出现金的纵向伸缩振动吸收峰。

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