納米金（AuNPs）是金在納米級(jí)尺寸下的微小顆粒，通常在水溶液中會(huì)以膠體的形式存在。其性質(zhì)主要取決于顆粒的尺徑范圍及其比表面積，當(dāng)它的尺寸縮小至納米范圍時(shí)，就會(huì)表現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、催化性能以及生物相容性。由于不同的合成方法對(duì)納米金的形貌、尺寸、結(jié)構(gòu)以及性能等方面具有重要影響，因此，了解不同的制備方法對(duì)于把握納米金的相關(guān)應(yīng)用具有重要意義。接下來(lái)，小編將為大家介紹目前常用的幾種納米金制備方法。

合成納米金的不同方法（圖源：文獻(xiàn)1）

一、物理法

物理法即采用高能消耗的方式將塊狀金細(xì)化成納米級(jí)小顆粒，常用的物理法包括γ射線法、、激光燒蝕法、蒸發(fā)凝聚法、電弧法、機(jī)械粉碎法等。盡管使用物理法制備的納米金具有較高的純度，但其存在生產(chǎn)效率不高、設(shè)備昂貴、粒徑和形態(tài)控制精度不高、制成的產(chǎn)品均勻度不好、易被污染、保護(hù)介質(zhì)投入成本高、合成過(guò)程中獲得的穩(wěn)定操作條件所需要的時(shí)間較長(zhǎng)等不足。因而物理法應(yīng)用的較少。

二、化學(xué)法

化學(xué)合成法包括化學(xué)還原法、微乳液/膠體法、電化學(xué)法和熱分解法。與物理法相比，化學(xué)法可以通過(guò)控制反應(yīng)溶劑及反應(yīng)條件來(lái)有效控制納米顆粒的大小和形狀。

1、檸檬酸鈉還原法

1951年，Turkevitch等率先提出利用檸檬酸鈉作為還原劑將氯金酸（HAuCl₄）還原得到納米金的方法。該方法是將HAuCl₄溶液加熱至沸騰，然后在快速攪拌的同時(shí)迅速加入檸檬酸三鈉水溶液，繼續(xù)加熱后，溶液顏色會(huì)由淺黃色逐漸變?yōu)樗{(lán)紫色和紫紅色，最后變?yōu)榫萍t色。其中的檸檬酸鈉不僅能夠充當(dāng)還原劑，還能夠作為穩(wěn)定劑防止粒子聚集。這種工藝具有合成簡(jiǎn)便、粒徑可控、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，是納米金合成的經(jīng)典方法之一。除此之外，還可以使用硼氫化鈉、抗壞血酸鹽、單質(zhì)氫、草酸鈉等作為還原劑。

楊玉新等以鞣酸、抗壞血酸、硼氫化鈉和檸檬酸三鈉為還原劑，制備出4種單分散性好的膠體金樣品。研究表明這4種方法制備的膠體金其外觀色澤呈現(xiàn)紫紅色或酒紅色，粒徑在5-20nm之間，在4℃條件下貯存的膠體金最穩(wěn)定。

2、電化學(xué)法

電化學(xué)法一般是電極與電解液反應(yīng)，通過(guò)外接恒定電流或施加遞增電流進(jìn)行電極沉積，從而使不同形狀尺寸的納米金沉積在電極表面形成修飾電極。這種方法靈敏度高、反應(yīng)條件溫和、操作方便，可以通過(guò)改變沉積時(shí)間、電壓和電流等條件來(lái)控制納米金粒子大小。但存在耗能較大、生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。

吳寶艷等以吡咯單體，用氧化石墨烯和氯金酸為材料，以鉑絲為對(duì)電極，玻碳電極為工作電極，甘汞電極為參比電極，在工作電極的表面電化學(xué)合成氧化石墨烯／聚吡咯／納米金復(fù)合納米材料。結(jié)果顯示金納米材料很好的分散在石墨烯－聚吡咯材料表面。

3、微乳液法

微乳液法是指表面活性劑溶解在有機(jī)溶劑中形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的熱力學(xué)體系，該體系能夠在較小的微區(qū)內(nèi)控制膠粒成核和生長(zhǎng)，再經(jīng)分離就可獲得納米金。微乳液通常由表面活性劑、助表面活性劑、油和水4種成分組成，可以通過(guò)改變4種成分的比例以約束納米粒子成核和長(zhǎng)大，其中的表面活性劑可有效阻止粒子聚集。使用微乳液法制備的微粒分散性好、粒徑范圍廣。

Tianimoghadam等采用四辛基溴化銨(TOAB)為相轉(zhuǎn)移劑和陽(yáng)離子表面活性劑，AuCl₄^-通過(guò)與TOAB部分絡(luò)合使Au³⁺從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相(甲苯)，NaBH₄作為還原劑，構(gòu)建了一種新型的微乳液法制備巰基功能化納米金，結(jié)果顯示微粒穩(wěn)定性、單分散性良好，且該方法可以一步完成，速度更快、更容易。

4、晶種生長(zhǎng)法

晶種生長(zhǎng)法（又稱種子生長(zhǎng)法）是以已合成的金納米粒子為晶種，利用還原劑還原帶有晶種的HAuCl₄溶液，使還原的金不單獨(dú)成核，繼而在表面繼續(xù)生長(zhǎng)，從而生長(zhǎng)成大粒徑的金納米粒子。晶種生長(zhǎng)法分為兩步，第一步是合成晶種，第二步合成生長(zhǎng)液，然后將晶種與生長(zhǎng)液混合，生成球狀、棒狀、六邊形、三角形等形狀的納米金。生長(zhǎng)液中一般含有金粒子、弱還原劑以及表面活性劑，使金粒子在還原劑條件下以晶種為中心緩慢生長(zhǎng)。由于在晶種生長(zhǎng)的過(guò)程中可以避免新的晶核生成，故該方法能得到粒徑分布更窄的納米粒子。

Nikhil等用檸檬酸鈉制備3-5nm的晶核，并以此為晶種，用抗壞血酸為還原劑，制備出粒徑均一的金納米顆粒，通過(guò)調(diào)節(jié)晶種和還原劑的比例，可以調(diào)節(jié)金納米顆粒的大小。

5、模板法

模板法是以介孔或微孔的納米材料為模板，結(jié)合化學(xué)沉積或電化學(xué)沉積等技術(shù)將游離的金離子還原、沉積在模板的孔壁上，最后再用溶解、燒結(jié)、蝕刻等方法去除模板，形成不同樣貌的金納米粒子。使用這種方法得到的金納米粒子更利于控制形狀和尺寸，具有良好的均一性。目前，常用的模板一般有巰基化合物、樹枝狀化合物以及一些大分子多肽和蛋白質(zhì)等。

三、生物合成法

生物合成被稱為有利環(huán)境的另一種途徑的合成，其反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單，可有效減少有害廢物的產(chǎn)生。通常會(huì)利用植物、藻類、真菌、酵母、細(xì)菌、古細(xì)菌和病毒中存在著的生物堿、黃酮、多酚、皂苷、萜類、輔酶、蛋白質(zhì)、糖和維生素等多種天然生物活性物質(zhì)充當(dāng)還原劑和穩(wěn)定劑。

Basavegowda等用枳椇子水提取物在室溫下合成了具有球形和六方形的金納米顆粒，其尺寸在20nm左右，且研究發(fā)現(xiàn)制備所得的金納米顆粒具有顯著的抗菌性能。

粉體圈 Alice