尺寸可控的纳米粒子可以广泛用于微电子、光学设备、磁材料、催化、传感器和药物传输等领域。纳米材料的尺寸可控是开发其独特的光学、电学、磁学和生物分子识别等性能的重要因素之一。因此，控制尺寸的能力对于纳米材料的电子、光学和磁特性的开发来说是必不可少的。而可控的生长法为在合成和处理纳米粒子的过程中控制其尺寸、形状和组成提供了一个重要的途径。尽管已有很多研究工作者对金属、磁性纳米粒子的合成、表征和应用进行过研究，但是对于粒子的尺寸、形状、组成和表面性能的精确控制方面的理解还较缺乏。本篇文章以金纳米粒子、强结合的覆盖剂硫化物和弱结合的稳定剂四辛基溴化铵（TOA+Br－）实现不同粒径纳米金粒子的制备研究。利用表面覆盖剂控制金纳米粒子生长，在纳米粒子表面组装上一定浓度的结合强度高的链烷醇类覆盖剂，再借助表面活性剂以及使用一定浓度的还原剂，于高温条件下进行还原反应，利用覆盖剂在纳米粒子表面的强结合力，控制纳米粒子的尺寸并抑制所需尺寸粒子的进一步生长，通过变化覆盖剂的浓度可以控制金纳米粒子生长的程度，通过表面活性剂提高生成的纳米粒子的单分散性，通过控制变量的对照组实验以及基于吸附等温线模型对这些因素进行分析，得到它们对于纳米粒子合成的影响。

1.1  金纳米粒子的合成

金自古以来就是一种贵金属，同时它也是一种性质非常稳定的金属，早就受到科学家们的关注。从最古老的的炼金术到现在采用高科技制备纳米级金粒子，人们已经可以运用不同方式，产生不同样子和不同大小的金纳米粒子。这些方式简单点来讲可分为两类，物理方式与化学方式。物理方式是运用各种技术将大块状金子分解为小的金纳米粒子，比如机械抛光技术，磁控或真空蒸镀技术，离子束刻蚀技术等，但这些方法要么量产性较差，要么对样品制备的设备要求过于苛刻，成本较高。化学方式，运用到的基本原理是利用还原反应的性质，把金的化合物（Au3+）还原变成金纳米粒子（Au0）。粒子的生长在实验中需要被控制，从而保证纳米级金颗粒的形成。经常使用的还原剂有柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O）、硼氢化钠（NaBH4）以及具备还原性的多羟基化合物等。两种方式对比一下，化学方式明显更胜一筹，棋高一着。原因有多方面，首先是实验简便易于操作、反应迅速容易控制、实验成本较低，其次是需要的实验设备和对实验条件的要求不高，最后是生成的纳米粒子形状可控。是以，化学方式成为更加受科研者喜欢的制备金纳米粒子的方法。至于可采用的化学还原法，目前来看应用最多的是柠檬酸盐还原法、布鲁斯特—希夫林合成法、晶种法、微乳液法等。

1.1.1  柠檬酸钠还原法

通过柠檬酸盐还原合成金纳米晶体是一种很好的模型体系，其仅包括三种起始材料，即金酸，柠檬酸钠和水。还原法制备金纳米粒子时，柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O）扮演了很重要的角色，起到了两个效果。第一个是作为还原剂，使 Au3+这一离子变成 Au0粒子；第二个是成为分子配体，在金纳米粒子表面吸附，起到一个稳定的作用。在1951年，Turkevitch等人便报导了一种合成方案，这种合成方案已被广泛研究，并且关于该系统的大量重要信息已经存入文献中，即采取柠檬酸钠作为还原剂，可以从金的三价化合物中还原出金纳米粒子[17]。他们提出柠檬酸钠在实验中会产生降解，而这一过程当中存在一种中间产物。这个产物就是丙酮二羧酸（C5H6O5）。后来Smith等人利用核磁共振这一技术[18]，证明了上述关于中间产物的假设是正确的。他们甚至还提出一个全新的概念，即丙酮二羧酸中间体在实验过程当中可自动脱羧降解为乙酰乙酸。他们同时还运用了拉曼光谱推断出柠檬酸根吸附在金纳米粒子表面时的最优化模型[19]。1973 年，Frens通过改变柠檬酸钠与金离子之间的比率制备从小到大不同尺寸的金纳米粒子[20]。该法被推行后普遍被科研者用于制备水溶性金纳米颗粒。他提出，金纳米粒子的生长是先通过快速成核过程成长起来，而后是控制下的扩散增长。Frens的理论清楚地表明，通过简单地改变柠檬酸钠的浓度可以容易地实现柠檬酸盐还原所得到的金纳米晶体的尺寸变化。不过，这种方式制备的金纳米颗粒，它的分散性不是特别好，不能满足现实利用的要求。此外，很难获得直径小于10 nm的金纳米颗粒，这是由于反应是在高温下进行的。并且这种方法制备的纳米颗粒不易保存且不能放置很长时间，这是由于柠檬酸盐表面与金纳米颗粒之间的相互作用相对较弱导致的。 表面覆盖剂用于可控合成纳米粒子的研究(3):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205858.html