Copyright © 2005 American Scientific

Copyright © 2005 American Scientific Publishers
All rights reserved
Printed in the United States of America

Journal of
Nanoscience and Nanotechnology
Vol. 5, 1721–1727, 2005







Synthesis of Gold Nanospheres and Nanotriangles

by the Turkevich Approach

S. Shiv Shankar,1 Suresh Bhargava,2 and Murali Sastry1 ∗
1 Nanoscience Group, Materials Chemistry Division, National Chemical Laboratory, Pune – 411 008, India
2 Department of Applied Chemistry, RMIT University, Melbourne, Victoria 3001, Australia




Gold nanoparticles of triangular Delivered by interestingtooptical properties with potential
National Chemical Laboratoryinfrared111194), Council Scientific & Industrial Research (cid 290154)
that favor their growth. In this paper, we haveIPreinvestigated a time-tested recipe for the formation
of gold nanospheres by citrate reduction of aqueous2005 18:55:29boiling conditions (Turkevich
recipe). Our principle findings are that gold nanotriangle formation is kinetically controlled and is
highly favored at low temperatures. Furthermore, the presence of chloride ions from the precursor
chloroaurate ions plays a major role in promoting the growth of 111 oriented triangular/truncated
triangular particles. The presence of bromide and iodide ions that possess the ability to replace
surface-bound chloride ions inhibits triangle formation to varying degrees.



Keywords: Nanospheres, Gold, Nanotriangles, Crystal Growth, Halides, Temperature Effect.




1. INTRODUCTION
It is now generally recognized that the shape of metal
nanoparticles plays an important role in modulating their
optoelectronic1 2 and catalytic properties.3 The emerging
field of plasmonics4 and potential application of shape-
modulated metal nanoparticles in areas such as cancer
hyperthermia5 require efficient synthetic protocols for
achieving shape and size control. A number of shapes
ranging from rods6 to cubes,7 disks,8 and mono-/bi-/tri-/
tetrapod nanostructures9 may be routinely obtained by
solution methods. Nanotriangles and nanoprisms of gold
and silver are relatively recent additions to this list and
show interesting quadrupole plasmon excitations not
observed in spherical particles.1 10 A large volume of liter-
ature is available for nanorod synthesis in solution6 includ-
ing a good understanding of their growth mechanism;11
in comparison, methods for the synthesis of metal nano-
triangles are relatively scarce.1 10–14 And in addition pos-
sess an in-plane surface plasmon resonance (SPR) band
that could extend well into the near infrared region of the
electromagnetic spectrum13 with application in architec-
tural optical coatings14 and cancer hyperthemia.

∗ Author to whom correspondence should be addressed.

The synthesis of gold nanoparticles by citrate reduction
of aqueous gold ions that was proposed by Hauser and
Lynn15 and later well studied by Turkevich is one of the
oldest and most popular procedures for obtaining gold
nanoparticles of 10–15 nm diameter in water.16 In this pro-
cedure, aqueous chloroaurate ions are reduced by citric
acid/sodium citrate under boiling conditions resulting in
spherical gold nanoparticles stabilized electrostatically by
surface-bound citrate ions.16 Intrigued by an earlier report
on the presence of a very small percentage of triangu-
lar particles in citrate-reduced gold solutions17 and our
own experience with the citrate reduction procedure, we
have reinvestigated this procedure in detail with an eye on
gold nanotriangle formation. We observe that the temper-
ature of reaction is a crucial parameter and that slowing
reduction rate of gold ions by progressive temperature
reduction leads to the growth of gold nanotriangles. Trans-
mission electron microscopy (TEM) and UV-Vis-NIR
spectroscopic analysis of triangle growth indicate that it is
a kinetically controlled process and that multiply twinned
gold nanoparticles act as seeds that promote formation of
the triangular morphology. We also observe that the pres-
ence of halide ions in solution during gold ion reduction
critically affects the morphology of the particles. While Cl−
ions promote the formation of gold nanotriangles, Br− and



J. Nanosci. Nanotech. 2005, Vol. 5, No. 10 1533-4880/2005/5/1721/007 doi:10.1166/jnn.2005.192 1721



Synthesis of Gold Nanospheres and Nanotriangles by the Turkevich Approach Shankar et al.



I− ions distort the morphology significantly and lead to the
formation of spherical particles. Bromide and iodide ions
are known to be capable of replacing chemisorbed Cl−
ions on the gold surface18 and thus can potentially con-
trol the rate of growth of the nanonuclei. Based on TEM,
UV-Vis-NIR and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
measurements carried out during nanoparticle growth,
important insights into the crystal growth mechanism of
gold nanotriangles have been obtained. Presented below
are details of our study.

2. EXPERIMENTAL DETAILS

on a VG MicroTech ESCA 3000 instrument at a pres-
sure better than 1 × 10−9 Torr. The different core levels
were recorded with un-monochromatized Mg K radiation
(photon energy, 1253.6 eV) at a pass energy of 50 eV and
electron takeoff angle (angle between electron emission
direction and surface plane) of 60 . The overall resolution
of measurement in XPS is thus ∼1 eV. The core level
binding energies (BEs) were aligned with reference to the
Au 4F7/2 BE of 84 eV. For all the XPS measurements,
the gold nanoparticle solution was centrifuged and redis-
persed 4 times in deionized water to free the nanoparticles
from any unbound ions/molecules present in the initial
solution.



In a typical experiment, 10 mL of 10−3 M aqueous HAuCl4
solution was diluted to 90 mL and was subsequently mixed 3. RESULTS AND DISCUSSION
with 10 mL of 10−2 M aqueous citric acid solution at
Figure 1A shows the UV-Vis-NIR absorption spectra
temperature) and allowed to react for 12 hours except in recorded from the reaction of 10−4 M aqueous HAuCl4
Delivered by with to −3 M) at different tem-
Chemical Laboratory (cid 111194), Council boiling conditions (the standard citric
the gold nanotriangles (enhancement of the percentage127.0.0.1reduction method), the spectrum shows a sharp absorp-
gold nanotriangles in the mixture), theWed, nanoparticle2005 18:55:29 at 525 nm with negligible absorption beyond
600 nm. The absorption at 525 nm is due to excitation
of surface plasmon (SP) vibrations in the gold particles
deionized water by sonication and again subjected to cen-
trifugation as before. The cycle of centrifugation and redis-
persion was repeated 4 times to obtain almost phase-pure
gold nanotriangles. We note that in the third and fourth
cycles purification, the pellet was redispersed in aqueous
10−5 M KCl to prevent irreversible aggregation of the gold
nanoparticles.
To study the effect of halide ions on the morphology
of gold nanoparticles during their synthesis by citric acid
reduction of gold ions, 1 mL of 10−2 M aqueous citric acid
solution was added at room temperature (27 C) to 9 mL
of aqueous HAuCl4 solution in the presence of different
potassium halides (KX, X = F, Cl, Br, I) with the con-
centration of each maintained at 10−4 M. These solutions
were allowed to react for 24 h at room temperature. UV-
Vis-NIR spectra for all the solutions were recorded on a
JASCO dual-beam spectrophotometer (V-570) operated at
a resolution of 2 nm. Samples for TEM analysis were pre-
pared by solution-casting the nanoparticles onto carbon-
coated copper grids. The kinetics of formation of the gold
nanotriangles was studied by TEM at various intermediate
reaction times by solution-casting nanoparticle films onto
the TEM grids but taking care to ensure rapid evapora-
tion of water by placing the grids in a chamber evacu-
ated to 10−3 Torr pressure. In this way, the TEM samples
could be routinely prepared within 2 min. TEM measure- Fig. 1. (A) UV-Vis-NIR absorption spectra of citrate reduced gold
ments were performed on a JEOL 1200 EX instrument nanoparticles prepared at different reaction temperatures (indicated next
to the respective curves). (B) UV-Vis-NIR absorption spectra of citrate
reduced gold nanoparticles as a function of time of reaction at room
temperature. The inset shows an expanded view of the boxed region.
(C)–(F) Representative TEM images of citrate reduced gold nanoparticles
in the form of a film on Si (111) wafers was carried out prepared at different temperatures as indicated.
1722 J. Nanosci. Nanotech. 5, 1721–1727, 2005



Shankar et al. Synthesis of Gold Nanospheres and Nanotriangles by the Turkevich Approach



and is responsible for the striking ruby red-pink color of Increasing the temperature during citric acid reduction
gold hydrosols. Interesting differences in the UV-Vis-NIR of AuCl− ions results in an increase in the metal ion reduc-
absorption spectra are seen for reactions carried out at 20, tion rate and thus, to the rate of growth of the gold nano-
30, 40, and 60 C (Fig. 1A). In addition to the absorption particles. The reaction times vary from a minute when
at 525 nm, these solutions exhibit an additional absorption carried under boiling conditions to 10 h when carried at
band at longer wavelengths; the position of the long wave- 20 C. The UV-Vis-NIR absorption spectra recorded dur-
length absorption band is clearly a function of the reaction ing citrate reduction of aqueous gold ions at room temper-
temperature and shifts to longer wavelengths as the reac- ature is shown in Figure 1B. As the reaction proceeds, the
tion temperature is reduced. At 60 C, the long wavelength out-of-plane SP band at 510 nm grows in intensity and is
component appears as a shoulder in the UV-Vis-NIR spec- accompanied by a concomitant increase in absorption at
trum. (Reaction of citric acid with aqueous AuCl− ions ca. 1100 nm (in-plane SP vibration band). At very early
was also carried out at 80 C and the corresponding opti- stages of reaction, a broad absorption band at

Kết quả (Việt) 1:

Bản quyền © 2005 Mỹ nhà xuất bản ScientificTất cả các quyềnIn Hoa Kỳ Tạp chíNanoscience và công nghệ nanoQuyển 5, 1721-1727, 2005 Tổng hợp vàng Nanospheres và Nanotriangles bởi cách tiếp cận TurkevichS. shiv thô, 1 vũ Bhargava, 2, Xiêm Sastry1 ∗1 Nanoscience nhóm, phân ban hóa học vật liệu quốc gia hóa chất phòng thí nghiệm, Pune-411 008, Ấn Độ2 tỉnh ứng dụng hóa học, đại học RMIT, Melbourne, Victoria 3001, Úc Các hạt nano vàng của tam giác Delivered bởi interestingtooptical thuộc tính với tiềm năngQuốc gia hóa học Laboratoryinfrared111194), hội đồng khoa học & công nghiệp nghiên cứu (cid 290154)rằng ưu tiên tăng trưởng của họ. Trong bài này, chúng tôi haveIPreinvestigated một công thức thời gian thử nghiệm cho sự hình thànhcủa vàng nanospheres bởi citrat giảm của điều kiện 18:55:29boiling aqueous2005 (Turkevichcông thức). Chúng tôi findings nguyên tắc là hình thành vàng nanotriangle kinetically quản lý và làrất ủng hộ ở nhiệt độ thấp. Hơn nữa, sự hiện diện của các ion clorua từ tiền thânCác ion chloroaurate đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của 111 theo định hướng hình tam giác/cắt ngắnhạt hình tam giác. Sự hiện diện của các ion bromua và iođua có khả năng thay thếbề mặt-bound clorua ion ức chế sự hình thành tam giác đến mức độ khác nhau. Từ khóa: Nanospheres, vàng, Nanotriangles, Crystal tăng trưởng, các halua, nhiệt độ có hiệu lực. 1. GIỚI THIỆUBây giờ được công nhận thường có hình dạng của kim loạihạt nano đóng một vai trò quan trọng trong điều chỉnh của họoptoelectronic1 2 và xúc tác properties.3 các mới nổiQuấn của plasmonics4 và tiềm năng ứng dụng của hình dạng-cả các hạt Nano kim loại trong các lĩnh vực chẳng hạn như ung thưhyperthermia5 yêu cầu giao thức tổng hợp efficient chođạt được hình dạng và kích thước kiểm soát. Một số hình dạngtừ rods6 tới khối, 7 đĩa, 8 và mono- / bi-/ tri-/tetrapod nanostructures9 có thể được thường xuyên thu được bằng cáchphương pháp giải pháp. Nanotriangles và nanoprisms vàngvà bạc là bổ sung tương đối gần đây vào danh sách này vàHiển thị thú vị quadrupole plasmon excitations khôngquan sát thấy trong hình cầu particles.1 10 A lớn khối lượng lít-ature là có sẵn cho nanorod tổng hợp trong solution6 bao gồm-ing một sự hiểu biết tốt về cơ chế sự tăng trưởng của; 11trong khi đó, phương pháp cho việc tổng hợp kim loại nano-hình tam giác là tương đối scarce.1 10-14 và nhập bổ sung pos -sess một ban nhạc cộng hưởng (SPR) trong máy bay bề mặt plasmonđó có thể mở rộng vào vùng hồng ngoại gần của cácđiện từ spectrum13 với các ứng dụng trong architec-Tural quang coatings14 và ung thư hyperthemia.∗ tác giả mà thư cần được giải quyết. Sự tổng hợp của các hạt nano vàng bởi citrat giảmCác dung dịch nước ion vàng đã được đề xuất bởi Hauser vàLynn15 và sau đó cũng nghiên cứu bởi Turkevich là một trong cácthủ tục lâu đời nhất và phổ biến nhất cho việc thu thập vàngCác hạt nano của 10-15 nm đường kính trong water.16 trong pro-cedure, dung dịch nước chloroaurate ion được giảm bởi citricaxit/natri citrat dưới sôi điều kiện dẫn đếnhình cầu hạt nano vàng ổn định electrostatically bởibề mặt-bound citrat ions.16 Intrigued bởi một báo cáo trước đótrên sự hiện diện của một tỷ lệ rất nhỏ của triangu-Lar hạt trong citrate-giảm vàng solutions17 và chúng tôisở hữu kinh nghiệm với các thủ tục giảm citrat, chúng tôicó reinvestigated thủ tục này chi tiết với một mắt trênvàng nanotriangle hình thành. Chúng tôi quan sát mà bình tĩnh -ature của phản ứng là một quyết định tham số và đó làm chậmgiảm tỷ lệ của các ion vàng bởi nhiệt độ tiến bộgiảm dẫn đến sự phát triển của vàng nanotriangles. Trans-kính hiển vi điện tử nhiệm vụ (TEM) và UV-Vis-NIRphân tích quang phổ của tam giác tăng trưởng chỉ ra rằng nó làmột quá trình kiểm soát kinetically và rằng nhân twinnedhạt nano vàng hoạt động như hạt giống mà thúc đẩy hình thànhCác hình thái hình tam giác. Chúng tôi cũng quan sát đó pres -ence của halua ion trong dung dịch trong vàng ion giảmnghiêm trọng ảnh hưởng đến hình thái của các hạt. Trong khi Cl−Các ion thúc đẩy sự hình thành của vàng nanotriangles, Br− và J. Nanosci. Công nghệ nano. Năm 2005, vol. 5, số 10 1533-4880/2005/5/1721/007 doi:10.1166/jnn.2005.192 1721 Tổng hợp vàng Nanospheres và Nanotriangles bởi Turkevich phương pháp tiếp cận Shankar et al. Các ion I− bóp méo significantly hình Thái và dẫn đến cáchình thành của hình cầu hạt. Các ion bromua và iođuađược biết là có khả năng thay thế chemisorbed Cl−ion trên surface18 vàng và do đó có thể có khả năng con -trol tỷ lệ tăng trưởng của nanonuclei. Dựa trên TEM,UV-Vis-NIR và X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)phép đo được thực hiện trong sự phát triển đó,những hiểu biết quan trọng vào cơ chế phát triển tinh thểvàng nanotriangles đã được thu được. Trình bày dưới đâylà chi tiết của nghiên cứu của chúng tôi.2. THỬ NGHIỆM CHI TIẾT trên một nhạc cụ VG MicroTech ESCA 3000 tại một pres-chắc chắn tốt hơn so với 1 × 10−9 Torr. Các cấp độ khác nhau cốt lõiđược ghi nhận với un-monochromatized Mg K bức xạ(năng lượng photon, 1253.6 eV) tại một năng lượng vượt qua của 50 eV vàđiện tử cất góc (góc giữa điện tử phát thảimáy bay hướng và bề mặt) của 60. Giải pháp tổng thểđo lường trong XPS là như vậy ∼1 eV. Mức độ cốt lõiràng buộc năng lượng (BEs) đã được liên kết với tài liệu tham khảo đến cácAu 4F7/2 là 84 eV. Cho tất cả các phép đo XPS,giải vàng đó ly và redis -persed 4 lần trong deionized nước để giải phóng các hạt nanotừ bất kỳ toạc ion/phân tử hiện diện trong ban đầu của bạngiải pháp. Trong một thử nghiệm điển hình, 10 mL 10−3 M dung dịch nước HAuCl4giải pháp được pha loãng đến 90 mL và sau đó hỗn hợp 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNvới 10 mL 10−2 giải pháp dung dịch nước axít citric M tạiCon số 1A cho thấy quang phổ hấp thụ tia UV-Vis-NIRnhiệt độ) và được cho phép để phản ứng trong 12 giờ ngoại trừ trong thu âm từ phản ứng của 10−4 M dung dịch nước HAuCl4Gửi bởi với −3 m) tại tem khác nhau -Phòng thí nghiệm hóa học (cid 111194), hội đồng sôi điều kiện (tiêu chuẩn citricvàng nanotriangles (tăng cường các phương pháp percentage127.0.0.1reduction), hiện phổ một sắc nét absorp-vàng nanotriangles trong hỗn hợp), theWed, nanoparticle2005 18:55:29 tại 525 nm với sự hấp thụ không đáng kể hơn thế nữa600 nm. Sự hấp thu tại 525 nm là do sự kích thíchcủa bề mặt plasmon (SP) dao động trong các hạt vàngdeionized nước bởi sonication và một lần nữa phải chịu cen -trifugation như trước. Chu kỳ của các số và redis-persion được lặp đi lặp lại 4 lần để có được hầu hết các giai đoạn tinh khiếtvàng nanotriangles. Chúng tôi lưu ý rằng trong thứ ba và thứ tưchu kỳ purification, miếng được redispersed trong dung dịch nước10−5 M KCl để ngăn chặn các tập hợp không thể đảo ngược của vànghạt nano.Để nghiên cứu tác động của các ion halua trên hình thái củacủa các hạt nano vàng trong của tổng hợp của axít citricgiảm của các ion vàng, 1 mL 10−2 M dung dịch axít citricgiải pháp đã được bổ sung ở nhiệt độ phòng (27 C) đến 9 mLdung dịch nước giải pháp HAuCl4 sự hiện diện của khác nhaucác halua kali (điện, X = F, Cl, Br, tôi) với con -centration của mỗi duy trì ở 10−4 M. Các giải phápđược phép để phản ứng cho 24 h ở nhiệt độ phòng. UV-Vis-NIR quang phổ cho tất cả các giải pháp đã được ghi lại trên mộtJASCO kép-chùm phối (V-570) hoạt động ởđộ phân giải 2 nm. Mẫu để phân tích TEM được trướcpared bởi giải pháp-đúc các hạt nano vào carbon-tráng đồng lưới. Động học của sự hình thành của vàngnanotriangles đã được nghiên cứu bởi TEM tại nhiều trung cấpphản ứng lần bởi giải pháp-đúc đó films lênlưới TEM nhưng chăm sóc để đảm bảo nhanh chóng evapora-tion của nước bằng cách đặt các lưới trong một phòng evacu-ated để 10−3 Torr áp lực. Bằng cách này, các mẫu TEMcó thể thường xuyên được chuẩn bị trong 2 phút TEM biện pháp-hình 1. (A) UV-Vis-NIR hấp thụ quang phổ của citrat giảm vàngments đã được thực hiện trên một 1200 JEOL EX hạt nano công cụ chuẩn bị ở nhiệt độ khác nhau phản ứng (chỉ ra tiếp theođể các đường cong tương ứng). (B) UV-Vis-NIR hấp thụ quang phổ của citrategiảm vàng hạt nano như là một chức năng của thời gian của các phản ứng tại Phòngnhiệt độ. Ghép cho thấy một lần xem mở rộng của vùng đóng hộp.(Hình ảnh đại diện C)–(F) TEM của citrat giảm vàng hạt nanotrong hình thức của một film trên tấm wafer Si (111) được tiến hành chuẩn bị ở nhiệt độ khác nhau như được chỉ ra.1722 J. Nanosci. Công nghệ nano. 5, 1721-1727, 2005 Thailinhid et al. tổng hợp của vàng Nanospheres và Nanotriangles bởi cách tiếp cận Turkevich và chịu trách nhiệm cho màu sắc hồng đỏ ruby nổi bật của gia tăng nhiệt độ trong axít citric giảmvàng hydrosols. Thú vị sự khác biệt trong kết quả các ion UV-Vis-NIR AuCl− trong sự gia tăng trong các ion kim loại reduc-quang phổ hấp thụ được nhìn thấy cho phản ứng thực hiện tion độ 20, và do đó, tỷ lệ tăng trưởng của nano vàng-30, 40 và 60 C (hình 1A). Ngoài các hạt hấp thụ. Lần phản ứng khác nhau cách nhau ít phút khitại 525 nm, các giải pháp này thể hiện một sự hấp thụ thêm thực hiện dưới sôi điều kiện đến 10 h khi thực hiện tạiBan nhạc tại bước sóng dài hơn; vị trí của các dài sóng-20 C. Quang phổ UV-Vis-NIR hấp thụ thu âm dur-chiều dài hấp thụ ban nhạc rõ ràng là một chức năng của phản ứng ing citrat giảm các dung dịch nước ion vàng tại Phòng temper-nhiệt độ và thay đổi để bước sóng dài hơn như reac-ature được hiển thị trong hình 1B. Khi phản ứng diễn, cáction nhiệt độ là giảm. Tại 60 C, bước sóng dài ra máy bay SP band tại 510 nm phát triển cường độ và làthành phần xuất hiện như một vai trong spec UV-Vis-NIR-đi kèm với một sự gia tăng đồng thời trong hấp thu tạiTrum. (Phản ứng của axít citric với dung dịch nước AuCl− ion ca. 1100 nm (ban nhạc rung động trong máy bay SP). Tại rất sớmcũng được thực hiện ở 80 C và các opti giai đoạn tương ứng của phản ứng, một ban nhạc rộng hấp thụ tại

Kết quả (Việt) 2:

Nhà xuất bản Bản quyền © 2005 Mỹ khoa học fi c
Tất cả các quyền
in tại Hoa Kỳ Tạp chí khoa học nano và công nghệ nano Vol. 5, 1721-1727, 2005 Tổng hợp các quả cầu nano vàng và Nanotriangles bởi phương pháp tiếp cận Turkevich S. Shiv Shankar, 1 Suresh Bhargava, 2 và Murali Sastry1 * 1 nano Group, Vật liệu Hóa học Division, Phòng thí nghiệm hóa học quốc gia, Pune - 411 008, Ấn Độ cục 2 Hóa học ứng dụng, Đại học RMIT, Melbourne, Victoria 3001, Australia hạt nano vàng của tam giác Delivered bởi tính interestingtooptical với tiềm năng Quốc Hóa chất Laboratoryinfrared111194), Hội đồng Khoa học & Nghiên cứu Công nghiệp (cid 290.154) có lợi cho sự phát triển của họ. Trong bài báo này, chúng tôi haveIPreinvestigated một công thức thời gian thử nghiệm cho sự hình thành của những quả cầu nano vàng bằng cách giảm citrate của aqueous2005 18: 55: điều kiện 29boiling (Turkevich công thức). Ndings fi nguyên tắc của chúng tôi là sự hình thành nanotriangle vàng được kiểm soát về động học và được đánh giá cao được ưa chuộng ở nhiệt độ thấp. Hơn nữa, sự hiện diện của các ion clorua từ tiền chất ion chloroaurate đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của 111 theo định hướng hình tam giác / cắt ngắn hạt tam giác. Sự hiện diện của bromua và iođua ion có khả năng thay thế các ion clorua bề mặt bị ràng buộc ức chế sự hình thành tam giác mức độ khác nhau. Từ khóa: quả cầu nano, Gold, Nanotriangles, Crystal Growth, Halogenua, Temperature Effect. 1. GIỚI THIỆU Nó bây giờ được công nhận rằng hình dạng của kim loại hạt nano đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh của họ optoelectronic1 2 và properties.3 xúc tác Các trường mới nổi fi già nua do plasmonics4 và ứng dụng tiềm năng của shape- điều chế các hạt nano kim loại trong các lĩnh vực như ung thư hyperthermia5 yêu cầu giao thức tổng hợp ef fi cient cho việc đạt được hình dạng và kích thước điều khiển. Một số hình dạng khác nhau, từ rods6 để hình khối, 7 đĩa, 8 và mono- / song phương / tri- / nanostructures9 tetrapod có thể được thường xuyên thu được bằng phương pháp giải pháp. Nanotriangles và nanoprisms vàng và bạc là những bổ sung tương đối gần đây vào danh sách này và cho thấy kích thích tứ cực plasmon thú vị không quan sát thấy trong particles.1 cầu 10 Một khối lượng lớn các liter- ature có sẵn để tổng hợp nano trong solution6 kể cả ing một sự hiểu biết tốt của họ Cơ chế tăng trưởng; 11 trong so sánh, phương pháp để tổng hợp nano kim loại hình tam giác tương đối scarce.1 10-14 Và ngoài pos- sess một trong mặt phẳng plasmon bề mặt cộng hưởng (SPR) ban nhạc mà có thể mở rộng cũng vào vùng hồng ngoại gần của spectrum13 điện từ có ứng dụng trong trúc tural quang coatings14 và ung thư hyperthemia. * Tác giả để người thư nên được giải quyết. Quá trình tổng hợp hạt nano vàng bằng cách giảm citrate của các ion vàng dung dịch nước đã được đề xuất bởi Hauser và Lynn15 và sau đó được nghiên cứu bởi Turkevich là một trong những thủ tục lâu đời nhất và phổ biến nhất cho việc thu thập vàng hạt nano có đường kính 10-15 nm trong water.16 Trong trình này cedure, ion chloroaurate dung dịch nước được giảm citric acid / sodium citrate trong điều kiện đun sôi dẫn đến các hạt nano vàng hình cầu ổn định tĩnh điện bởi bề mặt bị ràng buộc citrate ions.16 Bị kích thích bởi một báo cáo trước đó về sự hiện diện của một tỷ lệ rất nhỏ của triangu- hạt lar trong citrate-giảm solutions17 vàng và chúng tôi kinh nghiệm riêng với các thủ tục giảm citrate, chúng tôi đã reinvestigated thủ tục này một cách chi tiết với một mắt trên hình nanotriangle vàng. Chúng tôi quan sát thấy rằng temper- ature của phản ứng là một tham số quan trọng và làm chậm tốc độ giảm của các ion vàng bởi nhiệt độ tiến bộ giảm dẫn đến sự tăng trưởng của nanotriangles vàng. Xuyên kính hiển vi nhiệm vụ điện tử (TEM) và UV-Vis-NIR phân tích quang phổ của tăng trưởng tam giác chỉ ra rằng đó là một quá trình kiểm soát động học và rằng nhân kết nghĩa các hạt nano vàng hoạt động như hạt giống đó thúc đẩy sự hình thành của các hình thái hình tam giác. Chúng tôi cũng quan sát thấy rằng áp lực khoa của các ion trong dung dịch nhũ tương trong quá trình giảm ion vàng ảnh hưởng lớn đến hình thái của các hạt. Trong khi Cl- ion thúc đẩy sự hình thành của nanotriangles vàng, Br và J. Nanosci. Công nghệ nano. Năm 2005, Vol. 5, số 10 1533-4880 / 2005/5/1721/007 doi: 10,1166 / jnn.2005.192 1721. Tổng hợp các quả cầu nano vàng và Nanotriangles bởi phương pháp tiếp cận Turkevich Shankar et al I- ion làm méo mó hình thái trọng yếu fi đáng và dẫn đến sự hình thành những hạt hình cầu. Ion bromua và iođua được biết đến là có khả năng thay thế Cl- chemisorbed ion trên surface18 vàng và do đó có thể có khả năng con- soát tốc độ tăng trưởng của nanonuclei. Dựa trên TEM, UV-Vis-NIR và X-quang điện tử tia quang phổ (XPS) phép đo được thực hiện trong quá trình phát triển hạt nano, những hiểu biết quan trọng về cơ chế tăng trưởng tinh thể của nanotriangles vàng đã thu được. Trình bày dưới đây là chi tiết của nghiên cứu của chúng tôi. 2. CHI TIẾT thí trên VG Microtech Esca 3000 cụ tại một áp lực chắc chắn tốt hơn so với 1 × 10-9 Torr. Mức lõi khác nhau được ghi lại với Mg K bức xạ un-monochromatized (năng lượng photon, 1253,6 eV) tại một năng lượng vượt qua 50 eV và electron cất cánh góc (góc giữa phát xạ electron hướng và mặt phẳng bề mặt) 60. Việc giải quyết tổng thể như vậy, đo lường trong XPS là ~1 eV. Mức lõi năng lượng liên kết (BES) đã được liên kết với tham chiếu đến Au 4F7 / 2 BE 84 eV. Đối với tất cả các phép đo XPS, các giải pháp hạt nano vàng được ly tâm và redis- persed 4 lần trong nước khử ion để giải phóng các hạt nano từ bất kỳ ion cởi / phân tử hiện diện trong ban đầu giải pháp. Trong một thí nghiệm điển hình, 10 mL 10-3 M dung dịch nước HAuCl4 dung dịch đã được pha loãng với 90 mL và sau đó đã được trộn 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 10 mL 10-2 M dung dịch acid citric dịch nước ở hình 1A cho thấy các UV-Vis-NIR quang phổ hấp thụ nhiệt độ) và cho phép phản ứng trong vòng 12 giờ trừ trong ghi từ phản ứng của 10-4 M HAuCl4 dịch nước Delivered by với -3 M) tại khác nhau tem- Phòng thí nghiệm hóa học (cid 111.194), điều kiện nhiệt độ sôi của Hội đồng (các citric chuẩn các nanotriangles vàng (tăng cường các percentage127.0.0.1reduction phương pháp), quang phổ cho thấy một nét hấp thu nanotriangles vàng trong hỗn hợp), theWed, nanoparticle2005 18:55:29 tại 525 nm với sự hấp thụ không đáng kể vượt quá 600 nm. Sự hấp thụ ở 525 nm là do sự kích thích của plasmon bề mặt (SP) rung động trong các hạt vàng nước khử ion bởi sonication và một lần nữa phải chịu ương trifugation như trước. Chu kỳ của ly tâm và redis- persion được lặp lại 4 lần để có được gần như pha tinh khiết nanotriangles vàng. Chúng tôi lưu ý rằng trong thứ ba và thứ tư chu kỳ puri fi cation, viên được redispersed trong dung dịch nước 10-5 M KCl để ngăn chặn sự kết hợp không thể đảo ngược của vàng hạt nano. Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion halogen trên hình thái học của các hạt nano vàng trong tổng hợp của họ bằng axit citric giảm của các ion vàng, 1 mL 10-2 M axit citric dịch nước giải pháp đã được bổ sung ở nhiệt độ phòng (27 C) đến 9 ml dung dịch HAuCl4 dịch nước trong sự hiện diện của nhau halogenua kali (KX, X = F, Cl, Br, I) với con- centration của từng duy trì ở 10-4 M. Những giải pháp này đã được cho phép phản ứng trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng. UV- Vis-NIR phổ cho tất cả các giải pháp đã được ghi lại trên một JASCO dual-tia quang phổ (V-570) hoạt động ở độ phân giải 2 nm. Mẫu phân tích TEM được trước đà bởi giải pháp đúc các hạt nano carbon vào lưới đồng tráng. Động học của sự hình thành của vàng nanotriangles đã được nghiên cứu bởi TEM tại nhiều trung gian phản ứng của giải pháp đúc LMS hạt nano fi vào lưới TEM nhưng chăm sóc để đảm bảo evapora- nhanh tion của nước bằng cách đặt lưới điện ở một buồng evacu- ated 10 -3 Torr áp. Bằng cách này, các mẫu TEM có thể được chuẩn bị thường xuyên trong vòng 2 phút. TEM lường hình. 1. (A) UV-Vis-NIR quang phổ hấp thụ của citrate giảm vàng ments được thực hiện trên một JEOL 1200 hạt nano EX cụ chuẩn bị ở nhiệt độ phản ứng khác nhau (chỉ định tiếp theo để các đường cong tương ứng). Quang phổ hấp thụ (B) UV-Vis-NIR của citrate giảm các hạt nano vàng như là một hàm của thời gian của phản ứng ở phòng nhiệt độ. . Hình nhỏ cho thấy một quan điểm rộng của khu vực đóng hộp (C) - hình ảnh (F) Đại diện TEM của citrate giảm các hạt nano vàng trong các hình thức của một lm fi trên Si (111) Bánh được tiến hành chuẩn bị ở nhiệt độ khác nhau như được chỉ ra. 1722 J Nanosci.. Công nghệ nano. 5, 1721-1727, 2005 Shankar et al. Tổng hợp các quả cầu nano vàng và Nanotriangles bởi phương pháp tiếp cận Turkevich và chịu trách nhiệm về ruby nổi bật màu đỏ hồng của Tăng nhiệt độ trong quá trình axit citric giảm hydrosols vàng. Khác biệt thú vị trong tia UV-Vis-NIR của AuCl- ion kết quả trong một gia tăng trong các ion kim loại reduc- quang phổ hấp thụ được nhìn thấy cho các phản ứng thực hiện tại 20, tỷ lệ tion và do đó, với tỷ lệ tăng trưởng của vàng nano 30 , 40, và 60 C (Hình 1A.). Ngoài các hạt hấp thụ. Thời gian phản ứng khác nhau từ một phút khi ở 525 nm, các giải pháp hiện một sự hấp thụ thêm được vận chuyển theo điều kiện đun sôi đến 10 h khi thực tại ban nhạc ở các bước sóng dài hơn; vị trí của quang phổ hấp thụ bước sóng 20 C. Các UV-Vis-NIR dài ghi dur- dải hấp thụ chiều dài rõ ràng là một chức năng của các phản ứng ing giảm citrate của các ion vàng dịch tại phòng temper- nhiệt độ và thay đổi bước sóng dài hơn khi các ature phản ứng được thể hiện trong hình 1B. Là số tiền thu được phản ứng, nhiệt độ tion được giảm. Tại 60 C, bước sóng dài của mặt phẳng ra-band SP tại 510 nm tăng về cường độ và là thành phần xuất hiện như một vai trong tia UV-Vis-NIR Phổ đi kèm với một sự gia tăng đồng thời hấp thu ở trum. (Phản ứng của axit citric với các ion AuCl- dịch nước Ca. 1100 nm (in-plane band rung SP). Tại rất sớm cũng đã được thực hiện ở 80 C và các giai đoạn opti- tương ứng của phản ứng, một dải hấp thụ rộng rãi tại