一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，即首先將甘蔗去皮、榨汁、過濾、離心，所得上清液即為甘蔗提取液；將氯金酸水溶液和硝酸銀水溶液進(jìn)行混合后得到混合液,混合液中金離子與銀離子的摩爾比為1:10-20；然后將甘蔗提取液加熱至沸騰，將所得混合液加入到沸騰的甘蔗提取液中，保持沸騰狀態(tài)10-30min，反應(yīng)結(jié)束后，所得反應(yīng)液控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離心10min，所得沉淀于40-50℃下干燥10min，即得金銀合金納米顆粒。該制備方法工藝簡單，條件溫和，成本低，制備過程不會產(chǎn)生任何環(huán)境污染。所獲得的金銀合金納米顆粒分散性好，顆粒均勻，具有明顯的等離子共振信號。
【專利說明】一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用甘蔗提取液制備金銀合金 納米顆粒的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 金銀合金納米顆粒因金和銀元素具有好的生物相容性和強(qiáng)烈的協(xié)同作用，在光學(xué) 和催化方面均表現(xiàn)出了卓越的性能。首先，在光學(xué)方面，金銀合金納米顆粒因其具有表面等 離子共振性能被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)造影，生物標(biāo)記和癌癥熱療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對醫(yī)療健康事業(yè) 的發(fā)展都有劃時代的意義。其次，在催化方面，金銀合金納米顆粒表現(xiàn)出了高的一氧化碳低 溫催化活性，并且其活性明顯優(yōu)于單金屬金納米顆粒和單金屬銀納米顆粒。在汽車尾氣凈 化和礦石燃料燃燒過程中，若添加高低溫活性的一氧化碳催化劑，不僅可以大大降低溫室 效應(yīng)，而且可以減少PM2. 5的排放量，有利于環(huán)境保護(hù)?？梢姡疸y合金納米材料存在廣泛 的應(yīng)用空間，具有很高的研究價值。
[0003] 傳統(tǒng)的金銀合金納米顆粒的制備方法可以概括為物理法和化學(xué)法。
[0004] 物理法需要大量的能耗,對設(shè)備的要求較高。
[0005] 化學(xué)法是應(yīng)用較為普遍也是較為成熟的一種方法，在燒瓶里完成，對設(shè)備依賴性 小，成本較低。然而，化學(xué)法通常離不開強(qiáng)還原劑例如硫醇類來實(shí)現(xiàn)金離子和銀離子的還 原，完成金銀合金納米顆粒的制備。強(qiáng)還原劑的使用不僅會對環(huán)境造成一定的污染，而且很 難從納米顆粒表面去除。大量化學(xué)試劑的殘留將嚴(yán)重影響金銀合金納米顆粒在光學(xué)和催化 領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0006] 利用植物合成納米材料因其良好的環(huán)境效應(yīng)以及制備出的綠色產(chǎn)品具有廣泛的 應(yīng)用空間而引起了關(guān)注。目前，出現(xiàn)了一些利用植物提取液來制備金銀合金納米顆粒的方 法，如分別利用側(cè)柏葉水提液和苦楝葉提取液制取金銀合金納米顆粒。然而，現(xiàn)有利用植物 提取液來制備金銀合金納米顆粒的方法均需在添加堿性化學(xué)助劑的情況下完成，因此存在 一定的環(huán)境污染，并且相對于傳統(tǒng)化學(xué)制備方法，植物合成的原料成本較高，合成的金銀合 金納米顆粒均勻性差，分散性不好。
[0007] 進(jìn)一步，目前公開的專利中，尚無利用甘蔗提取液作為還原劑、保護(hù)劑，在不加任 何化學(xué)試劑的情況下合成金銀合金納米顆粒的報道。甘蔗作為一種經(jīng)濟(jì)性作物，分布廣泛， 價格低廉，以甘蔗提取液作為還原劑來制備金銀合金，成本較低，適合規(guī)?；a(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為了解決上述的利用其他植物提取液來制備金銀合金納米顆粒 過程中存在的環(huán)境污染、制備成本高、所得的金銀合金納米顆粒分散性差等技術(shù)問題而提 供一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法。該制備方法不添加任何化學(xué)試劑， 因此制備過程環(huán)保，所得的金銀合金納米顆粒具有粒徑尺寸小，分散性好，且等離子共振信 號明顯等特點(diǎn)。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)原理 甘蔗提取液作為還原劑、保護(hù)劑，分別將氯金酸中的金離子和硝酸銀中的銀離子同時 還原成金原子和銀原子，金原子與銀原子通過金屬鍵結(jié)合，形成金銀合金納米顆粒。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案 一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，具體包括如下步驟： (1) 、將甘蔗去皮、榨汁、過濾、所得的濾液控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離心lOmin，所得上清液 即為甘蔗提取液； (2) 、將氯金酸水溶液和硝酸銀水溶液進(jìn)行混合，以200rpm的轉(zhuǎn)速磁力攪拌2min得到 混合液，混合液中金離子與銀離子的摩爾比為1:10-20 ; 所述的氯金酸水溶液的濃度優(yōu)選為〇. 1M; 所述的硝酸銀水溶液的濃度優(yōu)選為〇. 01M; (3) 、將甘蔗提取液lOmin內(nèi)加熱至沸騰，將步驟（2)所得的混合液加入到沸騰的甘蔗 提取液中，保持沸騰狀態(tài)下反應(yīng)10_30min，反應(yīng)結(jié)束，所得的反應(yīng)液控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離 心lOmin,所得的沉淀控制溫度為40-50°C下干燥lOmin,即得金銀合金納米顆粒； 步驟（2)所得的混合液的用量，按混合液中金離子：甘蔗提取液為lm〇l:10000L的比例 計算。
[0011] 上述所得的金銀合金納米顆粒的吸收峰在445-520nm，且所得的金銀合金納米顆 粒的顆粒均勻，分散性好，其平均顆粒尺寸約為9nm。
[0012] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，由于制備過程中采用甘 蔗提取液作為還原劑和保護(hù)劑，即制備過程不添加任何化學(xué)試劑，因此制備過程綠色環(huán)保， 且因甘蔗取材便利，因此制備成本低，最終所得的金銀合金納米顆粒表面無強(qiáng)化學(xué)試劑包 覆，可以更好地應(yīng)用于光學(xué)和催化領(lǐng)域。
[0013] 進(jìn)一步，本發(fā)明的一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，制備過程 工藝簡單、能耗低、條件溫和且制備所需時間短，最終所得的金銀合金納米顆粒尺寸小，大 約為9nm、且分布均勻，有明顯的等離子共振信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1、實(shí)施例1中金銀合金納米顆粒的紫外-可見吸收光譜圖； 圖2、實(shí)施例1中金銀合金納米顆粒的透射電鏡圖； 圖3、實(shí)施例1中金銀合金納米顆粒的能量散射譜圖； 圖4、實(shí)施例2中金銀合金納米顆粒的紫外-可見吸收光譜圖； 圖5、實(shí)施例2中金銀合金納米顆粒的透射電鏡圖； 圖6、實(shí)施例2中金銀合金納米顆粒的能量散射譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不限制本發(fā)明。
[0016] 實(shí)施例1 一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，具體包括如下步驟： (1) 、將甘蔗去皮、榨汁、過濾，所得的濾液控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離心lOmin，所得上清液 即為甘蔗提取液； (2) 、將25g1氯金酸水溶液和5ml硝酸銀水溶液進(jìn)行混合，以200rpm的轉(zhuǎn)速磁力攪 拌2min得到混合液，混合液中金離子與銀離子的摩爾比為1:20 ; 所述的氯金酸水溶液的濃度為〇. 1M; 所述的硝酸銀水溶液的濃度為〇. 01M; (3) 、將3份25ml甘蔗提取液lOmin內(nèi)分別加熱至沸騰，將3份步驟（2)所得的混合液 分別加入到3份沸騰的甘蔗提取液中，保持沸騰狀態(tài)，分別反應(yīng)10min、20min、30min，反應(yīng) 結(jié)束，所得的反應(yīng)液分別控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離心lOmin，所得的沉淀分別置于干燥箱中， 在40_50°C下干燥lOmin,即得對應(yīng)反應(yīng)時間分別10min、20min、30min的金銀合金納米顆 粒； 每份沸騰的甘蔗提取液中，步驟（2)所得的混合液的加量，按混合液中金離子：甘蔗提 取液為lmol:10000L的比例計算。
[0017] 采用日本島津公司的UV-2600型紫外分光光度計對上述對應(yīng)反應(yīng)時間分別 10min、20min、30min所得的金銀合金納米顆粒進(jìn)行測定，其紫外-可見吸收光譜圖如圖1所 示，從圖1中可以看出，對應(yīng)反應(yīng)時間分別為10min、20min、30min所得的金銀合金納米顆粒 的等離子共振吸收峰分別出現(xiàn)在498nm、460nm、445nm處，即對應(yīng)反應(yīng)時間從10_30min所得 的金銀合金納米顆粒在445-498nm之間有明顯等離子共振信號，由此表明，原料中的金離 子與銀離子的摩爾比固定的情況下，通過調(diào)控不同的反應(yīng)時間便可得到具有不同的等離子 共振信號的金銀合金納米顆粒。
[0018] 采用日本電子株式會社的JEM-2100F型透射電子顯微鏡對上述反應(yīng)時間為30min 所得的金銀合金納米顆粒進(jìn)行掃描，所得的透射電鏡圖如圖2所示，從圖2中可以看出，對 應(yīng)反應(yīng)時間為30min所得的金銀合金納米顆粒為球形，分散性好，顆粒尺寸均勻，其顆粒平 均尺寸約為9nm，而對應(yīng)反應(yīng)時間為10min、20min所得的金銀合金納米顆粒的形貌與反應(yīng) 時間為30min所得的金銀合金納米顆粒的形貌類似，顆粒也為球形，分散性好，顆粒尺寸均 勻，其顆粒平均尺寸也約為9nm。
[0019] 采用日本電子株式會社的FALCON型能譜儀對上述對應(yīng)反應(yīng)時間為30min所得的 金銀合金納米顆粒進(jìn)行測定，其能量散射譜圖如圖3所示。從圖3中可以看出，所得的金銀 合金納米顆粒中僅包含了金、銀兩種元素（圖中的Cu來自負(fù)載金銀合金納米顆粒的銅網(wǎng))， 不含其他雜質(zhì)。
[0020] 對應(yīng)反應(yīng)10min、20min所得的金銀合金納米顆粒的能譜圖與圖3類似，但對應(yīng)所 獲得的金銀合金中金、銀元素的含量不同。本實(shí)施例中，固定原料中金、銀離子的摩爾比例 為1:20,通過調(diào)控對應(yīng)反應(yīng)時間分別在10min、20min、30min所得的金銀合金納米顆粒中 金、銀元素的摩爾比分別為1:0. 4 ;1:1. 5 ;1:2. 7,由此表明，原料中的金離子與銀離子的摩 爾比固定的情況下，通過調(diào)控反應(yīng)時間可以得到不同金銀配比的金銀合金納米顆粒。
[0021] 實(shí)施例2 一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，具體包括如下步驟： (1)、將甘蔗去皮、榨汁、過濾，所得的濾液控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離心lOmin，所得上清液 即為甘蔗提取液； (2) 、將25 1氯金酸水溶液和2. 5ml硝酸銀水溶液進(jìn)行混合，以200rpm的轉(zhuǎn)速磁力 攪拌2min得到混合液，混合液中金離子與銀離子的摩爾比為1:10 ; 所述的氯金酸水溶液的濃度為〇. 1M; 所述的硝酸銀水溶液的濃度為〇. 01M; (3) 、將3份25ml甘蔗提取液lOmin內(nèi)分別加熱至沸騰，將3份步驟（2)所得的混合液 分別加入到3份沸騰的甘蔗提取液中，保持沸騰狀態(tài)，分別反應(yīng)10min、20min、30min，反應(yīng) 結(jié)束，所得的反應(yīng)液分別控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離心lOmin，所得的沉淀分別置于干燥箱中， 在40_50°C下干燥lOmin,即得對應(yīng)反應(yīng)時間分別10min、20min、30min的金銀合金納米顆 粒； 每份沸騰的甘蔗提取液中，步驟（2)所得的混合液的加量，按混合液中金離子：甘蔗提 取液為lmol:10000L的比例計算。
[0022] 采用日本島津公司的UV-2600型紫外分光光度計對上述對應(yīng)反應(yīng)時間分別 10min、20min、30min所得的金銀合金納米顆粒進(jìn)行測定，其紫外-可見吸收光譜圖如圖4 所示，從圖4中可以看出，對應(yīng)反應(yīng)時間分別10min、20min、30min所得的金銀合金納米顆 粒的等離子共振吸收峰分別出現(xiàn)在520nm、490nm、465nm處，即所得的金銀合金納米顆粒在 465-520nm之間有明顯等離子共振信號，由此表明，原料中的金離子與銀離子的摩爾比固定 的情況下，通過調(diào)控不同的反應(yīng)時間便可得到具有不同的等離子共振信號的金銀合金納米 顆粒。
[0023] 采用日本電子株式會社的JEM-2100F型透射電子顯微鏡對上述對應(yīng)反應(yīng)時間為 lOmin所得的金銀合金納米顆粒進(jìn)行掃描，所得的透射電鏡圖如圖5所示，從圖5中可以 看出，對應(yīng)反應(yīng)時間為lOmin所得的金銀合金納米顆粒為球形，分散性好，顆粒尺寸均勻， 其平均尺寸約為9nm，而對應(yīng)反應(yīng)為20min、30min所得的金銀合金納米顆粒的形貌與反應(yīng) 時間為lOmin所得的金銀合金納米顆粒的形貌類似，顆粒也為球形，分散性好，顆粒尺寸均 勻，其顆粒平均尺寸也約為9nm。
[0024] 采用日本電子株式會社的FALCON型能譜儀對上述對應(yīng)反應(yīng)時間為lOmin所得的 金銀合金納米顆粒進(jìn)行測定，其能量散射譜圖如圖6所示。從圖6中可以看出，所得的金銀 合金納米顆粒中僅包含了金、銀兩種元素（圖中的Cu來自負(fù)載金銀合金納米顆粒的銅網(wǎng))， 不含其他雜質(zhì)。
[0025] 對應(yīng)反應(yīng)時間為20min、30min所得的金銀合金納米顆粒的能譜圖與圖6類似，但 對應(yīng)不同反應(yīng)時間所獲得的金銀合金中金、銀元素的含量不同。本實(shí)施例中，固定原料中 金、銀離子的摩爾比例為1:10,通過調(diào)控反應(yīng)時間分別在l〇min、20min、30min所得的金銀 合金納米顆粒中金、銀元素的摩爾比分別為1:0. 1 ;1:〇. 5 ;1:1. 3,由此表明，原料中的金離 子與銀離子的摩爾比固定的情況下，通過調(diào)控不同反應(yīng)時間可以得到金銀配比不同的金銀 合金納米顆粒。
[0026] 綜上所述，本發(fā)明是一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，通過調(diào) 控原料中金離子與銀離子的摩爾比從1:10-20,反應(yīng)時間從10_30min，最終所得的金銀合 金納米顆粒表現(xiàn)出了 445-520nm之間的等離子共振吸收峰，其所包含的金、銀兩種元素的 摩爾比例也可以相應(yīng)的在1:0. 1-2. 7之間調(diào)節(jié)，即控制不同的反應(yīng)時間，可以得到具有不 同金銀配比、不同等離子共振信號的金銀合金納米顆粒。且所得的金銀合金納米顆粒為球 形，分散性好，顆粒尺寸均勻，其平均尺寸約為9nm。
[0027] 以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變 型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，其特征在于具體包括如下步 驟： (1 )、將甘蔗去皮、榨汁、過濾、所得的濾液控制轉(zhuǎn)速為8000rpm離心lOmin，所得上清液 即為甘蔗提取液； (2) 、將氯金酸水溶液和硝酸銀水溶液進(jìn)行混合后，以200rpm的轉(zhuǎn)速磁力攪拌2min得 到混合液，混合液中金離子與銀離子的摩爾比為1:10-20 ; (3) 、將甘蔗提取液加熱至沸騰，將步驟（2)所得的混合液加入到沸騰的甘蔗提取液中， 保持沸騰狀態(tài)下反應(yīng)10_30min，反應(yīng)結(jié)束，所得的反應(yīng)液控制8000rpm離心lOmin，所得的 沉淀控制溫度在40-50°C下干燥lOmin，即得金銀合金納米顆粒； 步驟（2)所得的混合液的用量，按混合液中金離子：甘蔗提取液為lm〇l:10000L的比例 計算。
2. 如權(quán)利要求1所述的利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，其特征在于步 驟（2)所得混合液中金離子與銀離子的摩爾比為1:10。
3. 如權(quán)利要求1所述的利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，其特征在于步 驟（2)所得混合液中金離子與銀離子的摩爾比為1:20。
4. 如權(quán)利要求1-3任一所述的利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，其特征 在于步驟（2)中所述的氯金酸水溶液的濃度為0. 1M，所述的硝酸銀水溶液的濃度為0. 01M。
5. 如權(quán)利要求4所述的利用甘蔗提取液制備金銀合金納米顆粒的方法，其特征在于步 驟（3)中將甘蔗提取液10min內(nèi)加熱至沸騰。
【文檔編號】B22F9/24GK104368824SQ201410643325
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】孫麗, 章立新, 蘇文獻(xiàn), 魏中, 劉婧楠, 張超, 劉峰 申請人:上海理工大學(xué)