金納米棒的合成方法多樣，其中較常用且可精準(zhǔn)調(diào)控形貌的方法是晶種生長法（CTAB輔助抗壞血酸還原法），此外還有硬模板法、光化學(xué)合成法、電化學(xué)方法等。

晶種生長法

• 基本原理：在生長液中加入一定量的球形金納米顆粒晶種（小于4nm），在表面活性劑、銀離子和弱還原劑的作用下，金離子緩慢地被還原并以晶種顆粒作為納米晶體各向異性生長的核，定向生長為一定長徑比的金納米棒。

• 合成步驟：

1. 晶種制備：以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）或檸檬酸鈉為保護(hù)試劑，用強(qiáng)還原劑（如$NaB{H}_4$）還原$HAuC{l}_4$，合成3-5nm的金納米晶種。

2. 生長液配置：在含有表面活性劑CTAB、金屬前驅(qū)體$HAuC{l}_4$、形貌調(diào)控劑$AgN{O}_3$的生長溶液中，加入弱還原劑抗壞血酸（AA）。

3. 金納米棒生成：將晶種溶液加入生長液中，誘導(dǎo)金納米棒生長。

硬模板法

• 基本原理：利用剛性模板的幾何約束引導(dǎo)材料生長，模板孔徑直接決定產(chǎn)物尺寸，孔道形態(tài)決定產(chǎn)物形貌。

• 合成步驟：

1. 模板選擇與處理：常用氧化鋁模板（孔徑范圍5-200nm）或聚碳酸酯模板（孔徑50-800nm）。碳模板需經(jīng)酸處理改善表面潤濕性，促進(jìn)前驅(qū)體溶液滲透。

2. 前驅(qū)體引入：采用電沉積法將$A{u}^{3+}$離子遷移至模板孔道內(nèi)還原，或通過浸漬法使前驅(qū)體溶液滲透模板孔道。

3. 熱處理成型：在高溫下進(jìn)行熱處理，使前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為金納米棒。

4. 模板去除：用化學(xué)腐蝕或物理方法去除模板，釋放出金納米棒。

光化學(xué)合成法

• 基本原理：在光照條件下，通過光化學(xué)反應(yīng)引發(fā)金離子的還原和納米棒的生長。

• 合成步驟：

1. 配置含有金前驅(qū)體、表面活性劑、光敏劑等成分的反應(yīng)溶液。

2. 在紫外光照射下引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，使金離子還原為金原子并凝聚成核。

3. 金原子核發(fā)生各向異性生長，形成金納米棒。

電化學(xué)方法

• 基本原理：通過電化學(xué)沉積在納米級多孔滲水的模板（如聚碳酸酯或氧化鋁膜）上的小孔內(nèi)制備金納米棒。

• 合成步驟：

1. 選擇合適的模板材料并制備成多孔結(jié)構(gòu)。

2. 將模板作為工作電極，在含有金離子的電解液中進(jìn)行電化學(xué)沉積。

3. 控制沉積條件（如電壓、電流、時間等），使金離子在模板孔道內(nèi)還原并生長成金納米棒。

4. 去除模板，釋放出金納米棒。

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