柠檬酸还原法制备金溶胶：反应物配比与加料顺序的关键

在柠檬酸还原法制备金溶胶的过程中，反应物配比和加料顺序起着关键作用。本文由李倩茹、郝雄文等研究人员针对青岛科技大学化学与分子工程学院的生态化工国家重点实验室培育基地进行的研究，探讨了柠檬酸钠（Na citrate）和氯金酸（HAuCl4）这两种主要反应物的添加顺序以及它们的物质的量比例对最终金溶胶的尺寸和粒径分布的影响。 首先，研究者指出，通过在沸腾的稀氯金酸溶液中逐步加入浓柠檬酸钠溶液，或者反之，都可以制备出金溶胶。然而，两种不同的加料顺序导致了显著的差异。将柠檬酸钠先加入氯金酸溶液中，所得到的金溶胶颗粒尺寸较大，粒径范围通常在13.8~18.2纳米之间，而当两者的物质的量比控制在4~6时，粒径分布更加均匀。相反，如果先加入氯金酸到柠檬酸钠溶液中，所得金溶胶的颗粒尺寸相对较小，可以在7.2~10.4纳米范围内调整，且粒径分布更加一致。 这一结果表明，加料顺序对金溶胶的尺寸调控至关重要，因为不同的添加顺序可能导致金离子周围pH环境的不同。在柠檬酸还原法中，柠檬酸根离子（Citrate）作为还原剂，其浓度和反应顺序直接影响金离子的还原速率和形态形成。当氯金酸先被加入，由于柠檬酸钠的浓度较高，可能使得初始阶段的还原反应较为剧烈，导致较大的金颗粒形成。反之，当柠檬酸钠先加入，反应可能更平稳，从而形成更小且均匀的颗粒。 此外，无论是哪种加料顺序，所得到的金纳米颗粒都呈现出多面体单晶结构，这反映了它们在生长过程中遵循相似的机制。因此，通过调整柠檬酸钠和氯金酸的物质的量比，不仅可以控制金溶胶的尺寸，还能优化其粒径分布，这对于制备具有特定性能的金纳米材料具有实际应用价值。 这篇首发论文提供了关于柠檬酸还原法制备金溶胶工艺的重要指导，对于理解和优化纳米粒子合成过程中的反应条件，特别是在控制粒子大小和形状方面，有着重要的科学意义。