多孔纳米金的研究进展

摘要：

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。

自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，纳米飞速的发展；纳米多孔金作为一种新型纳米金属材料,近年来逐渐受到了研究者的广泛关注,其具有比表面积高、导电性好和结构灵活可控等特点.由于其特殊的结构与性质,纳米多孔金在催化、传感、分离、能源等许多领域已得到广泛地应用。

关键词：纳米金，多孔，研究，未来

正文部分：

引言

1 纳米金的简介：

1.1 纳米金即指金的微小颗粒，其直径在1～100nm，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金，其颜色依直径大小而呈红色至紫色。

1.2 纳米金的应用主要有两个方面，一个是以纳米金为免疫标记物的检测技术，1 作为显微镜示踪物2 应用于均相溶胶颗粒免疫测定技术3 应用于流式细胞仪4 应用于斑点免疫金银染色技术5 应用于免疫印迹技术6 应用于斑点金免疫渗滤测定技术7 应用于免疫层析技术8 生物传感器；另一个是纳米金技术在食品安全快速检测中的应用1 兽药残留2 动物传染病3 农药残留4 致病微生物检测5 真菌毒素的检测。

1.3 制备方法配制浓度为2.44×10-3 mol/L 的HAuCl4·4H2O溶液、浓度为3.43×10-2 mol/L 的Na3C6H5O7·2H2O 溶液、浓度为1.00×10-4 mol/L 的 PVP 溶液, 以及浓度为0.391 mol/L 的NaBH4 溶液备用。在烧杯中加入10 mL 氯金酸溶液, 10 mL 或不加保护剂溶液, 80 mL 三蒸水, 将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上, 边加热边搅拌, 搅拌的转速设置为600 r/min, 加热至75℃, 恒温2 min, 用移液管移取一定体积的还原剂(Na3C6H5O7 或NaBH4)溶液,迅速一次加入到上述混合液, 开始计时, 使液体颜色恒定并持续加热一段时间共9 min, 停止加热, 继续搅拌5 min 后, 停止搅拌, 冷却至室温, 所得液体为纳米金溶胶。

2 . 多孔纳米金的研究

2.1 多孔金属材料是当前在材料科学中发展较为迅速的一种材料，由连续的孔壁和孔隙组成，通常孔隙度较大且孔隙相互贯通，形成三维结构，孔壁与孑L隙结构以双连续的结构存在。由于纳米多孔金既保留了纳米材料的特殊性能，又兼具了多孔材料的孔隙结构，因此在生物传感器、超级电容器、燃料电池、电化学催化等方面有广泛的应用。目前，纳米多子L金的制备以及应用研究已经成为纳米多孔金属方向研究的热点，综述了纳米多孔金的常见制备方法

1 模板法模板法是指以一种已经具备纳米多孔结构的材料作为模板，通过复制模板的结构，最后去除模板来制备纳米多孑L金的方法。模板可以是天然的，也可以是人造的。天然模板有蛋白石、海胆骨骼等；人造模板有聚苯乙烯胶态结晶体、胶态硅、多孑L阳极氧化铝(AAO)等∞]。

2去合金化法去合金化法又称为脱合金法，是一种选择性腐蚀的方法。由于不同金属的电极电位不同，如果合金组分间的电极电位相差较大，在电解质的腐蚀作用下，其中较活泼的一种或几种元素会溶解在电解质中，而选择性地留下电解质不能溶解的惰性元素，从而形成连续的纳米多孔结构。

3模板和去合金化相结合的方法模板法和去合金化法各有其优缺点，模板法可以复制模

板的特殊结构，这是其它方法难以做到的，但是其孑L结构过于依赖模板结构；去合金合法可以实现纳米多孔金的孔径连续可调。将这两种方法结合则可以制备孔径连续可调的特殊结构的纳米多孔金。

4其他制备方法

随着研究者的不断深入研究，更多制备纳米多孔金的新方法也被提出。Deng Yanping等口71发现利用金在盐酸中的电化学溶解过程，将电势阶跃到金的初始钝化过渡区，即可在光滑的纯金基底上快速构建一层三维纳米多孔金薄膜。Hu Sai等口胡利用方波电势脉冲技术，通过控制方波电势在aOH溶液中将Au,Sn。

2.2纳米多孔金结构检测方法

1气泡法气泡法是指用浸润性液体(如水、乙醇等)浸润试样，当试样的开口孔隙达到饱和后，再用压缩气体将试样孑L隙中的浸润液体吹出而冒出气泡。通过计算气体压差与流量之间的关系就可以得到孔径分布。气泡法可精确测量多孔材料的最大孔径，特别适合微米级以上较大孑L径的测量，但是对小孔的测量精度不高，难于测量0．1Fm以下的孔径。

2气体透过法气体透过法是指将层流气体通过多孔材料，通过测量气体通过量和施加压力等参数来计算多孔材料的孔径。由于不同的多孔材料其孑L道弯曲系数是不同的，所以该方法只能近似定量地测量平均孔径。

3气体吸附法气体吸附法一般选择氮气作为吸附气体，其基本原理是升高和降低压力使氮气在多子L材料孔隙中进行吸附和脱附，通过分析气压与吸附量和脱附量的关系来计算孔隙半径。该法可用于孔径30nm以下的多孔材料，但不适于大孑L径材料。

4气体渗透法气体渗透法可以测定几乎所有可渗透孔的孔径，其原理是根据气体在开孔中的渗透和流动来测定多孔材料的平均孔径。该法既可用于测定亲水性又可用于测定憎水性的多孔材料孔径，适于检测圆柱状直通孑L，但对于孔径分布不均匀或者孔道变化较大的多孑L材料会产生较大误差，且不适于检测闭孔和半开孔。

5 X射线小角度散射法 x射线小角度散射法是将x射线照射到试样上并进行小角度散射，通过分析散射函数并利用拟合模型得到样品的孔径分布。该法对样品的要求不高，可用于检测开孔样品、闭孔样品、干态样品和湿态样品，且检测范围宽，但小角度散射在趋向大角一侧的强度分布一般都非常弱，强度起伏很大，因此会对检测结果造成较大影响，而且这种方法仅能用于微孑L金属体系L19。。

6 X射线断层扫描法 x射线断层扫描法最常用于医学检测，也就是人们熟悉的CT。X射线断层扫描是一种方便通用的技术，可以快速地构建材料真实结构的三维图像，尤其是针对高度多孑L性材料。x射线断层扫描与传统的光学显微镜相比具有很大的优势，其分辨率最高可以达到几百纳米，因此在测定过程中，部分微孔会被默认为孔壁而导致其孔密度等参数的测量结果稍大于理论值。

3.多孔纳米金的前景

随着科学技术的不断发展，食品分析检测技术也在不断地更新、完善和迅速发展，尤其是快速检测技术更能适应现代高效、快速的节奏和满足社会的要求。仪器分析法可以保证数据的精确性和准确性，但其流程仍比较烦琐。尽管以纳米金为标记物的免疫分析法及其它速测技术的开发过程需投入较多资金和较长时间，但具有简单、快速、灵敏度高、特异性强、价廉、样品所需量少等优点，其灵敏度与常规的仪器分析一致，适合现场筛选，而且其中的金免疫层析技术正在向定量、半定量检测和多元检测的方向发展，更加体现出金标技术的优势。总之，快速检测技术的快速、灵敏、简便等优点，使之在食品卫生检疫和环境检测中着广泛的应用价值和发展前景。

参考文献：

[1] 石杰；范淑敏；吴静；康小慧；尹瑜静；王瑞勇；生物法合成纳米金的研究进展

吉首大学学报(自然科学版)，2014.3期

[2] 郑力拓魏玉磊龚河卿钱磊；纳米多孑L金在分析化学中的应用进展

材料液固结构演变与加工教育部重点实验室，2013年4月9日

[3] 蒋兵1，王勇军，李正民；纳米多孔金的制备方法研究进展材料导报，2012.26期

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[6] 杜宇人夏兴华；一种氧化物多孔纳米材料的制备与检测系统；传感技术学报 2009年06期

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[8] 王静易中周李自静 ; 金纳米粒子的制备及表征研究;红河学院理学院

[9] 新型二维纳米材料可能带来电子工业革命．中国科学院．2013-01-10

[10] 纳米材料的发展现状．中国塑料网．2012-03-16

The research progress of porous nanometer gold

Name: Ye Ziming student number: 6100411042 class: plan division 111 class excellence

Abstract:

Nanometer materials refers to the three-dimensional space of at least one dimension in the nanometer scale (1-100 - nm) or the material by them as basic units, the equivalent to about 10 ~ 100 atoms of the scale of the closely packed together.

Since the 1970 s, nanoparticles, nano rapid development; The nanoporous gold as a new type of nanometer metal materials, has received extensive attention of the researchers in recent years, it has high specific surface area and good electrical conductivity and structure of flexible control, etc. Due to its special structure and properties of nanoporous gold in many fields such as catalysis, sensing, separation, the energy has been widely used.

Keywords: gold nanoparticles, porous, research, in the future

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