專利名稱：超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金溶膠，特別是一種利用可見/近紅外超短脈沖激光誘導制備水溶液金溶膠的方法。
本發(fā)明的技術解決方案如下一種利用超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法，其特征在于該方法包括下列步驟①選用脈沖寬度小于100ns，波長在400-1000nm的超短脈沖激光器；②配制氯金酸水溶液，加入溶劑制成濃度≤5mmol/L氯金酸水溶液；③將氯金酸水溶液置于石英制的方形反應池中；④將反應池放在運動平臺上并調整反應池的位置，使上述激光器發(fā)出的激光束經(jīng)透鏡聚焦后的焦點位于反應池中，調整激光器的輸出，
使激光焦點附近的激光能量密度大于金的析出的閾值；⑤控制平臺的運動，使反應池在垂直于激光束的平面內運動，激光幅照直到溶液轉變?yōu)榫萍t色為止。
所述的激光幅照功率為90-450mW；所述的反應溫度在-5～40℃范圍內。
采用含AuCl42-的可溶性的化合物作為前體反應物。
所述的溶劑可采用水、乙醇或乙二醇作為溶劑，或采用其中的兩種或三種的混合物作為溶劑。
利用本發(fā)明方法制備的金溶膠具有下列優(yōu)點1、除氯金酸和水之外，無其它試劑的介入，所得到的金溶膠的純度非常高。所制備的金溶膠的濃度也比較高，其濃度可為5mmol/L。
2、所制備的金溶膠穩(wěn)定性好，在不引入任何高分子或表面活性劑阻聚劑的條件下，仍然非常穩(wěn)定，在冰箱中可以存放兩周以上。
圖2為實施例1中分別采用激光功率為0、90、180、270、360和450mW的光束輻照20分鐘后反應溶液的吸收光譜.
實施例1本實施例的金溶膠是采用脈寬為120fs(fs＝10-15s)，波長為800nm的激光光束，在采用不同功率條件下制備的。其制法為以濃度為5mmol/L的氯金酸水溶液為反應溶液，在室溫下，分別采用功率為0、90、180、270、360和450mW的激光進行輻照，如圖2所示。從圖形中可以看出該溶液的吸收光譜在530nm附近出現(xiàn)金溶膠的表面等離子體共振吸收峰。圖中，曲線a，b，c，d，e和f分別代表功率為0、90、180、270、360和450mW輻照后的吸收曲線，峰的強度隨著激光功率的增加而增加。在輻照后，溶液由初始的黃色轉變?yōu)榫萍t色，表明金溶膠形成。得到的金溶膠無需進行進一步處理。
實施例2本實施例的金溶膠是采用脈寬為120fs(fs＝10-15s)，波長為800nm的激光光束，在不同輻照時間條件下制備的。其制法為以濃度為3mmol/L的氯金酸水溶液為反應溶液，在室溫下，采用飛秒激光輻照?？梢园l(fā)現(xiàn)在照射前溶液的顏色為黃色，在光照約5分鐘左右，溶液的顏色開始轉變?yōu)槌燃t色，隨著光照時間的延長，顏色不斷變深；當光照時間接近20分鐘時，溶液的顏色逐漸轉變?yōu)榫萍t色(Wine Red)。溶液轉變?yōu)榫萍t色，表明金溶膠形成。
實施例3本實施例的金溶膠是采用脈寬為15ns(ns＝10-9s)，波長為532nm，功率為10mJ/pulse，頻率為50Hz的納秒激光作用下制備的。其制法為以濃度為1mmol/L的氯金酸水溶液為反應溶液，在室溫下，采用激光輻照?？梢园l(fā)現(xiàn)溶液的顏色隨著光照逐漸由黃色變?yōu)槌燃t色，再變?yōu)榫萍t色。當溶液轉變?yōu)榫萍t色時，表明金溶膠已經(jīng)形成。
權利要求
1.一種利用超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法，其特征在于該方法包括下列步驟①選用脈沖寬度小于100ns，波長在400-1000nm的超短脈沖激光器；②配制氯金酸水溶液，加入溶劑制成濃度≤5mmol/L氯金酸水溶液；③將氯金酸水溶液置于石英制的方形反應池中；④將反應池放在運動平臺上并調整反應池的位置，使上述激光器發(fā)出的激光束經(jīng)透鏡聚焦后的焦點位于反應池中，調整激光器的輸出，使激光焦點附近的激光能量密度大于金的析出的閾值；⑤控制平臺的運動，使反應池在垂直于激光束的平面內運動，激光幅照直到溶液轉變?yōu)榫萍t色為止。
2.根據(jù)權利要求1所述的超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法，其特征是其反應溫度在-5～40℃范圍內。
3.根據(jù)權利要求1所述的超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法，其特征是采用含AuCl42-的可溶性的化合物作為前體反應物。
4.根據(jù)權利要求1所述的超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法，其特征是激光幅照功率為90-450mW。
5.根據(jù)權利要求1所述的超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法，其特征是所述的溶劑可采用水、乙醇或乙二醇作為溶劑，或采用其中的兩種或三種的混合物作為溶劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超短脈沖激光誘導制備金溶膠的方法，其制法為以氯金酸濃度在0～5mmol/L范圍內的水溶液作為反應溶液，調節(jié)可見/近紅外超短脈沖激光光束并聚焦，利用焦點附近的光束輻照氯金酸水溶液來制備金溶膠。本發(fā)明的制備方法工藝和裝置簡單，無需還原劑的引入，制備的金溶膠濃度高，穩(wěn)定性好，雜質含量非常低，可用作高級非線性光學薄膜的前驅體，催化材料，也可用作食品、飲料及化妝品的添加劑。
文檔編號B01J19/12GK1431039SQ03115409
公開日2003年7月23日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權日2003年2月14日
發(fā)明者趙崇軍, 曲士良, 陳慶希, 姜雄偉, 邱建榮, 朱從善 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所