[发明专利]一种二维层状Au纳米片材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种二维层状Au纳米片材料及其制备方法，包括以下步骤：将硅片浸泡在柠檬酸钠乙醇溶胶中，通过液相沉积的方法得到带有柠檬酸钠薄膜的硅衬底；将所述带有柠檬酸钠薄膜的硅衬底与氯金酸的乙醇溶液进行反应，反应后，对硅衬底和Au纳米片进行分离，即可得到该二维层状Au纳米片材料。本申请所提供的二维层状Au纳米片材料的制备方法，通过液相沉积法，获得柠檬酸钠薄膜，并在此薄膜表面还原氯金酸，制备得到Au纳米片，具有工艺简单、一步反应完成、反应温度低、反应条件简单、成本低等诸多优点。所制备的二维层状Au纳米片，具有活性强、分散性好、厚度均匀、易转移、尺寸和形状可控等优点，其尺寸范围可涵盖纳米到厘米级。

技术领域

本发明涉及纳米金属材料制备制造技术领域，具体而言，涉及一种二维层状Au纳米片材料及其制备方法。

背景技术

Au在很长一段时间内被认为化学性质稳定、缺乏催化活性，又具有良好的抗氧化性和抗腐蚀性，常被用来制作各种首饰和工艺饰品，深受人们喜欢。但是，当Au的尺寸减小到纳米级别时，会展现常规尺寸无法展现的许多新颖的物理化学特性。例如：纳米Au颗粒在低温下具有很高的催化活性，能够极大的增强表面Raman散射信号等。因此研究Au纳米材料的制备方法，以及如何简单有效的控制其生长的尺寸与形貌等，具有重要的现实意义和应用价值。

现有Au纳米材料制备工艺中，采用柠檬酸钠还原氯金酸是目前最常采用的一种方法。该方法具有流程简单，成本低，生成Au颗粒质量好等优点。然而，直接利用柠檬酸钠还原氯金酸，得到的产物是Au纳米颗粒，而不是Au纳米片。而利用二甲基亚砜为还原剂，虽然可以制备得到小尺寸Au纳米片，但是制备过程需要加入大量的分散剂和稳定剂，同时制备成本较柠檬酸钠还原法也有所增加。分散剂和稳定剂的加入，势必使得后续去除、提纯过程变得十分复杂，这些分散剂和稳定剂的残余也将大大影响生成Au纳米材料的催化活性、光学性能等。Sastry等人(Ambarish Sanyal and Murali Sastry,Gold nanosheets viareduction of aqueous chloroaurate ions by anthracene anions bound to aliquid-liquid interface,Chem.Commun.,11(2003)1236)利用含蒽的三氯甲烷还原氯金酸制备得到了一种含Au纳米片的混合物，该方法采用紫外光照射4个小时，制备效率低且制备流程复杂，并且得到的产物为混合物，Au纳米片的含量不高。Ekgasit等人(SupeeraNootchanat,Chuchaat Thammacharoen,Boonrat Lohwongwatana and Sanong Ekgasit,Formation of large H₂O₂-reduced gold nanosheets via starch-induced two-dimensional oriented attachment,RSC Adv.,3(2013)3707)利用双氧水(H₂O₂)和硼氢化钠(NaBH₄)作为还原剂，淀粉为稳定剂，氯金酸提供金源，制备得到了大面积的Au纳米片，但是该方法同样具有制备流程复杂、制备效率低、需要添加稳定剂的缺点。

此外，现有技术中Au纳米片的制备过程都需要高温环境，通常反应温度要达到90℃，甚至加热到沸腾。然而，高温反应条件是引起纳米粒子团聚的主要因素之一，应该尽量避免。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种二维层状Au纳米片材料的制备方法，以解决现有制备纳米Au材料的方法中，制备流程复杂、制备效率低、需要添加稳定剂或是反应温度过高等缺点，所述的二维层状Au纳米片材料的制备方法，通过液相沉积法，获得柠檬酸钠薄膜，并在此薄膜表面还原氯金酸制备得到二维层状Au纳米片，具有工艺简单、一步反应完成、反应温度低、反应条件简单、成本低、易转移、不需要添加稳定剂与保护剂等诸多优点。