一種金納米棒垂直陣列及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金納米棒垂直陣列的制備方法以及通過該方法得到的金納米棒垂直陣列。該方法包括：1）制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液，并通過離心復溶處理，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5-20umol/L，且金納米棒的濃度為0.5-2nmol/L；2）將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液，與步驟1）得到的所述水溶液接觸；3）將氯仿和/或二氯乙烷與步驟2）得到的混合液進行混合后，并靜置，得到金納米棒垂直陣列。采用本發(fā)明提供的方法，不僅能夠獲得毫米級超大規(guī)模且陣列結構規(guī)整的金納米棒垂直陣列，而且還具有易于操作、條件溫和、結構均一度高等優(yōu)點。
【專利說明】一種金納米棒垂直陣列及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金納米棒垂直陣列及其制備方法。
【背景技術】
[0002]金納米棒陣列具備形狀相關的光學特性以及彼此間等離子共振耦合所帶來的集合特性，其周期性規(guī)整陣列在高靈敏傳感器、太陽能電池、信息存儲、光電設備等領域有廣泛的應用。
[0003]現有技術中，制備金納米棒陣列的方法主要是通過將金納米棒溶液滴加在基片上，待溶劑揮發(fā)完全后，剩余的金納米棒在基片上形成金納米棒陣列。但是，這種方法獲得的金納米棒陣列規(guī)模小(在幾十微米以下)，結構散布于基板上不連續(xù)，無法定位，整體上呈現無序的狀態(tài)。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服通過現有方法獲得的金納米棒陣列規(guī)模小(在幾十微米以下)，以及整體上呈現無序的狀態(tài)的缺點，提供一種新的金納米棒垂直陣列的制備方法，以及通過該方法得到的金納米棒垂直陣列。采用本發(fā)明提供的方法，不僅能夠獲得毫米級超大規(guī)模且陣列結構規(guī)整的金納米棒垂直陣列，而且還具有易于操作、條件溫和、結構均一度聞等優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的發(fā)明人經過反復地研究發(fā)現，將三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液通過離心復溶處理，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨和金納米棒的濃度在特定的范圍后，與碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液接觸，然后再與氯仿和/或二氯乙烷進行混合后，通過靜置能夠在水的表面上得到結構規(guī)整且超大規(guī)模(毫米級別)的金納米棒垂直陣，從而完成了本發(fā)明。
[0006]S卩，本發(fā)明提供了一種金納米棒垂直陣列的制備方法，其中，該方法包括以下步驟:
[0007]I)制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液，并通過離心復溶處理，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5-20umol/L，且金納米棒的濃度為0.5_2nmol/L ；
[0008]2)將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液，與步驟I)得到的所述水溶液接觸；
[0009]3)將氯仿和/或二氯乙烷與步驟2)得到的混合液進行混合后，并靜置，得到金納米棒垂直陣列。
[0010]本發(fā)明還提供一種由上述方法制備得到的金納米棒垂直陣列。
[0011]根據本發(fā)明提供的金納米棒垂直陣列的制備方法，不僅能夠獲得毫米級超大規(guī)模且陣列結構規(guī)整的金納米棒垂直陣列，而且還具有易于操作、條件溫和、結構均一度高等優(yōu)點。[0012]另外，由于本發(fā)明得到的金納米棒陣列具有規(guī)模大且結構規(guī)整的優(yōu)點，在光電器件、傳感器、信息存儲等領域具有廣泛的應用價值。尤其是具有均勻的二維結構，特別適合制備薄膜器件如太陽能電池以及與石墨烯等二維功能材料復合的器件。并且，在借助表面增強拉曼效應實現痕量定量檢測領域也具備很大潛力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是實施例1得到的金納米棒垂直陣列的掃描電子顯微鏡照片(俯視照片)；
[0014]圖2是實施例1得到的金納米棒垂直陣列的掃描電子顯微鏡照片(側視照片)；
[0015]圖3a為由實施例1得到的金納米棒垂直陣列的X射線粉末衍射圖，圖3b為引自XRD粉晶衍射標準PDF卡片庫的AuXRD粉晶衍射譜。
【具體實施方式】
[0016]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017]根據本發(fā)明的金納米棒垂直陣列的制備方法包括:
[0018]I)制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液，并通過離心復溶處理，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5-20umol/L，且金納米棒的濃度為0.5_2nmol/L ；
[0019]2)將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液，與步驟I)得到的所述水溶液接觸；
[0020]3)將氯仿和/或二氯乙烷與步驟2)得到的混合液進行混合后，并靜置，得到金納米棒垂直陣列。
[0021]根據本發(fā)明，所述制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液的方法可以采用本領的常規(guī)方法進行。例如可以采用種子生長法來制備，其步驟為:(1)通過向十六烷基三甲基溴化銨水溶液中加入四氯金酸水溶液，然后在攪拌的條件下加入硼氫化鈉和/或硼氫化鉀水溶液，繼續(xù)攪拌3-5min，靜置2_5h制得金納米顆粒的種子溶液，其中，十六烷基三甲基溴化銨、硼氫化鈉和/或硼氫化鉀與四氯金酸的摩爾比為295-305:2.2-2.5:1。
(2)將金納米顆粒的種子溶液與金納米棒生長溶液混合，將混合所得混合物置于金納米顆粒的種子的生長的條件下以使所述金納米顆粒的種子生長得到金納米棒。所述金納米棒生長溶液含有三甲基十六烷基溴化銨、抗壞血酸、四氯金酸和硝酸銀。在該步驟中可以通過控制所述金納米棒生長溶液的硝酸銀來調節(jié)納米棒的長度和直徑比。其中，相對于每摩爾的金納米顆粒的種子，所述三甲基十六烷基溴化銨、抗壞血酸、四氯金酸和硝酸銀的加入量可以為 125000-208334mol、920-1334mol、831-835mol 和 33_250mol。
[0022]另夕卜，所述金納米顆粒的種子溶液中金納米顆粒的種子的濃度優(yōu)選為0.2-0.3mmol/Lo所述混合物中，所述硝酸銀的濃度優(yōu)選為30-50 μ mol/L。所述金納米顆粒的種子的生長的條件包括溫度為25-35°C，時間為12-16h。
[0023]根據本發(fā)明，通過上述方法得到的三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液中，三甲基十六烷基溴化銨的濃度一般為0.05-0.2mol/L，在本發(fā)明所要求的范圍之外，因此，在本發(fā)明中需要對制備得到的三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液進行離心復溶處理，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5-20umol/L，且金納米棒的濃度為0.5-2nmol/L ;優(yōu)選的情況下，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度為10-15umol/L，且金納米棒的濃度為1-1.5nmol/L。在本發(fā)明中，為了保證在后續(xù)步驟中，烷基硫醇能夠順利的取代原先吸附在金納米棒上的三甲基十六烷基溴化銨，需要將所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度保持在5-20umol/L的范圍內。如果所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度低于5umol/L時，金納米棒不能夠保持穩(wěn)定，會發(fā)生不可逆的團聚，從而導致后續(xù)步驟無法進行；如果所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度高于20umol/L時，金納米棒的穩(wěn)定性過強，使得后續(xù)步驟加入的硫醇無法進行足夠的取代，從而導致無法得到取向一致的規(guī)整陣列。并且，在本發(fā)明中，還需要將所述水溶液中的金納米棒的濃度保持在為0.5-2nmol/L的范圍內，如果所述水溶液中的金納米棒的濃度低于0.5nmol/L時，會導致無法得到足夠的非團聚金納米棒析出在水面；如果所述水溶液中的金納米棒的濃度高于2nmol/L時，會導致配體修飾效率低而在析出后無法形成規(guī)整排列。
[0024]在本發(fā)明中，所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度是指溶解在水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨和修飾于金納米棒的三甲基十六烷基溴化銨的總濃度。
[0025]根據本發(fā)明，步驟I)中所述離心復溶處理是指將所述制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液進行高速離心，從而使金納米棒沉淀到離心管的底部，然后將含有三甲基十六烷基溴化銨的溶液與沉淀進行分離，再將沉淀用水溶解。對所述離心復溶處理的次數沒有特別的限定，只有能夠使得最終用水溶解后得到的溶液中，所述三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5-20umol/L，且金納米棒的濃度為0.5-2nmol/L即可。優(yōu)選情況下，離心復溶處理的次數為2-3次。另外，離心復溶時水的用量與所述制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液的體積相同。
[0026]在本發(fā)明中，對所述離心的條件沒有特別的限定，只要能夠使金納米棒充分沉淀并能重新分散即可。優(yōu)選情況下，上述離心的速度為10000-15000rpm/min ;上述離心的時間為3-6分鐘。
[0027]根據本發(fā)明，步驟2)中，接觸的溫度可以為15_40°C，接觸的時間可以為2_10min ；優(yōu)選情況下，接觸的溫度為20-35°C，接觸的時間為3-5min。優(yōu)選所述接觸在攪拌下進行，對所述攪拌的速度沒有特別的限定，只要能夠使碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為
9-12的烷基硫醇的混合液，與步驟I)得到的所述水溶液混合均勻即可。
[0028]根據本發(fā)明，步驟2)中，將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液，與步驟I)得到的所述水溶液進行接觸的方式優(yōu)選為:將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液滴加或分批加入到步驟I)得到的所述水溶液中。將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液分批加入到步驟
I)得到的所述水溶液中時，優(yōu)選分2-3批進行加入，每批加入的量可以相同也可以不同，但優(yōu)選為相同。將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液滴加到步驟I)得到的所述水溶液中時，其滴加速度可以根據反應器的體積、步驟I)得到的所述水溶液的體積以及滴加溶液的體積來適當選擇。相對于10毫升的反應器，所述步驟I)得到的所述水溶液的體積與滴加溶液的體積之和為反應器的0.6倍體積以下，滴加速度為1-2000微升/分鐘；更優(yōu)選滴加速度為5-500微升/分鐘反應器體積/分鐘。[0029]根據本發(fā)明，所述碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合比例可以在寬的范圍內改變。一般情況下，所述碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合體積比為1-9:1 ;優(yōu)選情況下，所述碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合體積比為2-8:1。
[0030]在本發(fā)明中，所述碳原子數為9-12的烷基硫醇和所述碳原子數為1-3的一元醇的用量可以根據步驟I)得到的所述水溶液的體積來適當選擇。一般情況下，所述碳原子數為
9-12的烷基硫醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比可以為0.01-0.02:1，所述碳原子數為1-3的一元醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比可以為0.04-0.08:1 ;優(yōu)選情況下，所述碳原子數為9-12的烷基硫醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比為0.015-0.02:1 ;所述碳原子數為1-3的一元醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比為0.05-0.07:1。在本發(fā)明中，需要將所述碳原子數為9-12的烷基硫醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比保持在0.01-0.02:1的范圍內，如果所述碳原子數為9-12的烷基硫醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比低于0.01時，會在金納米棒析出后無法形成規(guī)整陣列；如果所述碳原子數為9-12的烷基硫醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比高于0.02時，反應液會形成乳濁液從而導致無法獲得金納米棒垂直陣列。并且，在本發(fā)明中，還需要將所述碳原子數為1-3的一元醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比保持在0.04-0.08:1的范圍內，如果所述碳原子數為1-3的一元醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比低于0.04時，金納米棒將難以析出至水表面；如果所述碳原子數為1-3的一元醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比高于0.8時，會導致不可逆團聚。
[0031]在本發(fā)明中，步驟2)中，所述碳原子數為1-3的一元醇選自甲醇、乙醇和丙醇中的一種或多種；優(yōu)選為乙醇。所述碳原子數為9-12的烷基硫醇為壬基硫醇、癸基硫醇、十一烷基硫醇和十二烷基硫醇中的一種或多種；優(yōu)選為十一烷基硫醇和/或十二烷基硫醇。
[0032]根據本發(fā)明，步驟3)包括:將氯仿和/或二氯乙烷與步驟2)得到的混合液進行混合的步驟A ；以及將混合后的溶液靜置，得到金納米棒垂直陣列的步驟B。
[0033]在所述步驟A中，所述混合能夠促使混合液中的金充分析出，一般情況下，在溫度為15-40°C下混合8-40min即可滿足上述要求；優(yōu)選的情況下，在溫度為20_35°C下混合
10-30min即可。優(yōu)選所述混合通過攪拌來進行，對所述攪拌的速度沒有特別的限定，只要能夠促使混合液中的金析出即可。
[0034]在所述步驟B中，靜置的時間可以為5_48h ;優(yōu)選為10_24h。
[0035]另外，步驟3)中，所述氯仿與二氯乙烷的用量可以根據所述驟2)得到的混合液的體積來適當選擇。優(yōu)選情況下，所述氯仿與二氯乙烷的總體積與所述步驟2)得到的混合液的體積比為0.8-1.2:1 ;更優(yōu)選所述氯仿與二氯乙烷的總體積與所述步驟2)得到的混合液的體積比為0.9-1.1:1。
[0036]需要指出的是:當僅將氯仿和二氯乙烷中的一種與步驟2)得到的混合液進行混合時，所述氯仿與二氯乙烷的總體積是指所使用的氯仿或二氯乙烷的體積，當同時使用氯仿和二氯乙烷時，所述氯仿與二氯乙烷的總體積是指氯仿的體積與二氯乙烷的體積的合計體積。
[0037]本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的金納米棒垂直陣列。
[0038]根據本發(fā)明，所述金納米棒垂直陣列中，金納米棒的直徑為12-25納米，金納米棒的棒長為45-80納米，棒間距為1-3納米；優(yōu)選情況下，所述金納米棒垂直陣列中，金納米棒的直徑為16-19納米，金納米棒的棒長為60-70納米，棒間距為1.5-2納米。
[0039]另外，所述金納米棒垂直陣列中，垂直取向的金納米棒的比例為85%以上，優(yōu)選為90%以上。所述垂直取向的金納米棒的比例是指在所述金納米棒垂直陣列中垂直取向的金納米棒與所有的金納米棒的比值。
[0040]以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但本發(fā)明并不限于下述實施例。
[0041]以下實施例中離心采用臺式高速離心機(XiangYi H-1650);掃描透射電鏡照片采用冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡(Hitachi S4800)得到；圖3a采用X射線衍射儀(D/MAX-TTRIII(CBO))得到。
[0042]以下實施例中，使用的三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液采用種子生長法獲得:(1)通過向十六烷基三甲基溴化銨水溶液中加入四氯金酸水溶液，然后在攪拌的條件下加入硼氫化鈉和/或硼氫化鉀水溶液，繼續(xù)攪拌5min，靜置5h制得金納米顆粒的種子溶液，其中，十六烷基三甲基溴化銨、硼氫化鈉和/或硼氫化鉀與四氯金酸的摩爾比為400:2.4:1。(2)將金納米顆粒的種子溶液(所述金納米顆粒的種子溶液中金的濃度為
0.3mmol/L)與金納米棒生長溶液混合，將混合所得混合物置于金納米顆粒的種子的生長的條件下以使所述金納米顆粒的種子生長得到金納米棒。所述金納米棒生長溶液含有三甲基十六烷基溴化銨、抗壞血酸、四氯金酸和硝酸銀。其中，相對于每摩爾的金，所述三甲基十六烷基溴化銨、抗壞血酸、四氯金酸和硝酸銀的加入量可以為35000mol、200mol、200mol和7_35mol ;所述混合物中 ，所述硝酸銀的濃度為20-100 μ mol/L ;所述金納米顆粒的種子的生長的溫度為30°C，時間為4h，得到三甲基十六烷基溴化銨的濃度為0.lmol/L，金納米棒的濃度為l-2nmol/L的三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液。
[0043]以下實施例中，所述垂直取向的金納米棒的比例是指在所述金納米棒垂直陣列中垂直取向的金納米棒與所有的金納米棒的比值。在金納米棒中，垂直于長軸方向的晶面是(200)晶面，通過XRD測定(200)晶面衍射峰的相對強度計算垂直取向金納米棒在總體中的比例。
[0044]實施例1
[0045]I)取三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液ImL (三甲基十六烷基溴化銨的濃度為0.lmol/L,金納米棒的濃度為lnmol/L),在臺式高速離心機中以12000rpm/min的速度離心4分鐘后，分離出沉淀，然后用ImL的水充分溶解沉淀，再以相同的條件進行離心后，用ImL的水溶解沉淀，得到三甲基十六烷基溴化銨的濃度為lOumol/L，且金納米棒的濃度為lnmol/L的水溶液。
[0046]2)在溫度為25°C、攪拌速度為700rpm/min的條件下，將ImL的步驟I)中得到的水溶液加入到IOmL的玻璃瓶中，并滴入乙醇和十一烷基硫醇的混合液(乙醇和十一烷基硫醇的體積比為50:15)65uL，繼續(xù)攪拌3min ;然后在相同溫度下，將攪拌速度變更為300rpm/min,并加入ImL氯仿，攪拌30分鐘后停止攪拌，并靜置12小時后，在水表面上得到金納米棒垂直陣列(圓形陣列，直徑為5mm)。
[0047]通過掃描透射電鏡照片圖1和圖2可知，在該金納米棒垂直陣列中，金納米棒的直徑約為18納米，金納米棒的棒長約為65納米，棒間距為1.5納米。
[0048]圖3a為由本實施例得到的金納米棒垂直陣列的X射線粉末衍射圖，圖3b為Au的XRD粉晶衍射譜(即標準Au粉晶的X射線粉末衍射圖)，其引自XRD粉晶衍射標準HF卡片庫，卡號:00-001-1174,并通過下述公式計算該金納米棒垂直陣列中，垂直取向的金納米棒的比例a為95%;
[0049]a= (1-1標準/I樣品)X100%，其中，I樣品=I200/Im，I200為晶面(200)(垂直取向)的衍射峰的相對峰強；im為晶面(ill)(傾斜取向)的衍射峰的相對峰強。
[0050]實施例2
[0051]I)取三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液2mL (三甲基十六烷基溴化銨的濃度為0.lmol/L，金納米棒的濃度為1.2nmol/L)，在臺式高速離心機中以12000rpm/min的速度離心4分鐘后，分離出沉淀，然后用2mL的水充分溶解沉淀，再以相同的條件進行離心后，用2mL的水溶解沉淀，得到三甲基十六烷基溴化銨的濃度為13umol/L，且金納米棒的濃度為1.5nmol/L的水溶液。
[0052]2)在溫度為25°C、攪拌速度為900rpm/min的條件下，將2mL的步驟I)中得到的水溶液加入到IOmL的玻璃瓶中，將乙醇和十二烷基硫醇的混合液(乙醇和十二烷基硫醇的體積比為80:20)200uL分兩次加入，每次加入的量相同，且每次加入后攪拌2min ;然后在相同溫度下，將攪拌速度變更為400rpm/min，并加入1.8mL氯仿，攪拌20分鐘后停止攪拌，并靜置24小時后，在水表面上得到金納米棒垂直陣列(圓形陣列，直徑為4mm)。
[0053]通過掃描透射電鏡照片可知，該金納米棒垂直陣列中，金納米棒的直徑為19納米，金納米棒的棒長為70納米，棒間距為1.5納米；另外，通過X射線粉末衍射圖，僅檢測到晶面(200)(垂直取向)的衍射峰以及晶面(111)(傾斜取向)的衍射峰。通過計算得到垂直取向的金納米棒的比例為90%。
[0054]實施例3
[0055]I)取三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液ImL (三甲基十六烷基溴化銨的濃度為0.lmol/L，金納米棒的濃度為1.5nmol/L)，在臺式高速離心機中以12000rpm/min的速度離心4分鐘后，分離出沉淀，然后用ImL的水充分溶解沉淀，再以相同的條件進行離心后，用ImL的水溶解沉淀，得到三甲基十六烷基溴化銨的濃度為13umol/L，且金納米棒的濃度為1.5nmol/L的水溶液。
[0056]2)在溫度為25°C、攪拌速度為800rpm/min的條件下，將ImL的步驟I)中得到的水溶液加入到IOmL的玻璃瓶中，將乙醇和十二烷基硫醇的混合液(乙醇和十二烷基硫醇的體積比為40:10) 50uL分兩次加入，每次加入的量相同，且每次加入后攪拌2.5min ;然后在相同溫度下，將攪拌速度變更為400rpm/min，并加入1.1mL 二氯乙烷，攪拌10分鐘后停止攪拌，并靜置10小時后，在水表面上得到金納米棒垂直陣列(圓形陣列，直徑為4mmX4mm)。
[0057]通過掃描透射電鏡照片可知，該金納米棒垂直陣列中，金納米棒的直徑為16納米，金納米棒的棒長為65納米，棒間距為2納米；另外，通過X射線粉末衍射圖，僅檢測到晶面(200)(垂直取向)的衍射峰以及晶面(111)(傾斜取向)的衍射峰。通過計算得到垂直取向的金納米棒的比例為90%。
[0058]實施例4
[0059]按照實施例3的方法進行，不同的是步驟I)中得到三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5umol/L，且金納米棒的濃度為2nmol/L的水溶液，同樣地在水表面上得到金納米棒垂直陣列(圓形陣列，直徑為4_)。[0060]通過掃描透射電鏡照片可知，該金納米棒垂直陣列中，金納米棒的直徑為18納米，金納米棒的棒長為70納米，棒間距為1.3納米；另外，通過X射線粉末衍射圖，僅檢測到晶面(200)(垂直取向)的衍射峰以及晶面(111)(傾斜取向)的衍射峰。通過計算得到垂直取向的金納米棒的比例為85%。
[0061]對比例I
[0062]按照實施例3的方法進行，不同的是步驟I)中得到三甲基十六烷基溴化銨的濃度為4umol/L，且金納米棒的濃度為lnmol/L的水溶液，但發(fā)現在制備過程中發(fā)生不可逆的團聚，從而導致后續(xù)步驟無法進行，未能得到金納米棒垂直陣列。
[0063]對比例2
[0064]按照實施例3的方法進行，不同的是步驟I)中得到三甲基十六烷基溴化銨的濃度為lOumol/L，且金納米棒的濃度為0.4nmol/L的水溶液，但發(fā)現在制備過程中無法得到足夠的非團聚金納米棒析出在水面，并未能得到金納米棒垂直陣列。
[0065]通過實施例1-4可知，采用本發(fā)明的方法能夠制備尺寸大小為毫米級別的金納米棒垂直陣列，并且通過本發(fā)明的方法得到的金納米棒垂直陣列中，垂直取向的金納米棒的比例能夠達到85%以上。
[0066]另外，通過實施例3和對比例1-2可知，在本發(fā)明中，三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液中，三甲基十六烷基溴化銨的濃度和金納米棒的濃度，需要在特定的范圍內，如不在該特定的范圍內，則無法得到本發(fā)明的金納米棒垂直陣列。
[0067]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0068]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0069]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種金納米棒垂直陣列的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液，并通過離心復溶處理，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5-20umol/L，且金納米棒的濃度為0.5_2nmol/L ； 2)將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液，與步驟I)得到的所述水溶液接觸； 3)將氯仿和/或二氯乙烷與步驟2)得到的混合液進行混合后，并靜置，得到金納米棒垂直陣列。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟I)中，通過離心復溶處理，使得所述水溶液中的三甲基十六烷基溴化銨的濃度為5-20umol/L，且金納米棒的濃度為0.5-2nmol/L0
3.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟I)中，制備三甲基十六烷基溴化銨修飾的金納米棒的水溶液的方法為種子生長法。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟2)中，接觸的溫度為20-35°C，接觸的時間為3_5min。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟2)中，所述碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合體積比為1-9:1。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，步驟2)中，所述碳原子數為9-12的烷基硫醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比為0.01-0.02:1 ;所述碳原子數為1-3的一元醇與所述步驟I)得到的所述水溶液的體積比為0.04-0.08:1。
7.根據權利要求1、5或6所述的制備方法，其中，步驟2)中，將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液，與步驟I)得到的所述水溶液進行接觸的方式為:將碳原子數為1-3的一元醇與碳原子數為9-12的烷基硫醇的混合液滴加或分批加入到步驟I)得到的所述水溶液中。
8.根據權利要求1、5或6所述的制備方法，其中，步驟2)中，所述碳原子數為1-3的一元醇選自甲醇、乙醇和丙醇中的一種或多種；所述碳原子數為9-12的烷基硫醇為壬基硫醇、癸基硫醇、十一烷基硫醇和十二烷基硫醇中的一種或多種。
9.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟3)中，所述氯仿與二氯乙烷的總體積與所述步驟2)得到的混合液的體積比為0.8-1.2:1。
10.根據權利要求1或9所述的制備方法，其中，步驟3)中，混合的溫度為15-40°c，混合的時間為8-40min。
11.根據權利要求1或9所述的制備方法，其中，步驟3)中，靜置的時間為5-48h。
12.—種金納米棒垂直陣列，其特征在于，由權利要求1-11中任意一項所述的制備方法制備得到。
13.根據權利要求12所述的金納米棒垂直陣列，其中，所述金納米棒垂直陣列中，金納米棒的直徑為12-25納米，金納米棒的棒長為45-80納米，棒間距為1_3納米。
14.根據權利要求12或13所述的金納米棒垂直陣列，其中，在所述金納米棒垂直陣列中，垂直取向的金納米棒的比例為85%以上。
【文檔編號】C30B29/02GK103506629SQ201210206173
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月18日 優(yōu)先權日:2012年6月18日
【發(fā)明者】葛廣路, 魏文博 申請人:國家納米科學中心