一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的制备方法

摘要

本发明公开了一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的制备方法，属于高分子活性聚合方法、功能聚合物分子设计与无机晶体生长等多学科交叉领域。该方法包括以下步骤：（1）采用离子液AMIMCl为溶剂，无水二甲基甲酰胺和N‑甲基吡咯烷酮为稀释剂与酸吸收剂，用2‑溴异丁酰溴修饰纤维素链上的羟基，使其转为可用于原子转移自由基聚合（ATRP）的大分子引发剂；（2）以cellulose‑Br为大分子引发剂，利用连续聚合的ATRP、“链接”化学等技术，制备一系列刷状两嵌段聚合物：cellulose‑g‑[PAA‑b‑PS]和cellulose‑g‑[PAA‑b‑PEG]；（3）以溶液相合成法为基础，以一定量的刷状两嵌段聚合物为单分子模板，以氯金酸（HAuCl4·3H2O）为前驱体化合物以及叔丁胺硼（TBAB）为还原剂制备油分散性与水分散性的金米棒。

权利要求

1.一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用离子液氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（AMIMCl)为溶剂，无水二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为稀释剂与酸吸收剂，用2-溴异丁酰溴修饰天然纤维素链上的羟基，使其转为可用于原子转移自由基聚合(ATRP)的大分子引发剂；

(2)以纤维素-溴异丁酸酯为大分子引发剂，利用连续聚合的ATRP技术，分别引发丙烯酸叔丁酯单体(tBA)、苯乙烯单体(St)，制备一系列最外段为PS的刷状两嵌段聚合物：纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚苯乙烯]；以纤维素-溴异丁酸酯为大分子引发剂，综合利用ATRP技术与“链接”化学相结合的实验方法，以端基修饰为带炔基的单官能团聚乙二醇mPEG为最外段嵌段的前驱体，制备一系列最外段为PEG的刷状两嵌段聚合物：纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]；

(3)以溶液相合成法为基础，以一定数量的纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚苯乙烯]单分子模板，制备油溶性的金纳米棒，以一定数量的纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]单分子模板，制备水溶性的金纳米棒。

2.根据权利要求1所述的一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的方法，其特征在于，以溶液相合成法为基础，以一定数量的纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚苯乙烯]单分子模板或纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]单分子模板，分别制备油溶性和水溶性的金纳米棒，在反应体系中加入目标材料的前驱体化合物氯金酸，然后加入叔丁胺硼(TBAB)为还原剂，60℃条件下反应2小时。

3.根据权利要求2所述的一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的方法，其特征在于，模板中丙烯酸重复单元与氯金酸的摩尔比为1：10；还原剂与氯金酸的摩尔比为10：1。

4.根据权利要求2所述的一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的方法，其特征在于，在反应体系中加入目标材料的前驱体化合物氯金酸为HAuCl4·3H2O。

说明书

一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的制备

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的制备方法，属于高分子活性聚合方法、功能聚合物分子设计与无机晶体生长等多学科交叉领域。特别是涉及一种利用瓶刷状功能聚合物为单分子模板，通过原位晶体生长的方法制备一系列尺寸可控、长径比可控以及分散性可控的金纳米棒。

背景技术

[0002] 自从一九八四年德国科学家Gleiter第一次制备出纳米晶体铜、铁、钯以后，研究纳米材料逐渐成为一个研究热点领域。一般称有一维以上尺寸在1～100nm的材料为纳米材料。通常情况下，金、银等贵金属的里面与表面的大量的自由电子，会形成自由电子气团。当入射光和其表面自由电子共振时，能形成表面等离子体共振。纳米颗粒的形状、尺寸、周围环境介电常数等因素的改变，会引起表面自由电子振荡频率改变。其在结构上的特异性，金纳米棒具有特殊的光学性质，使金纳米棒在生物医学、污水处理、信息传输技术和催化剂等方面具有广阔的应用前景。

[0003] 当代科技的发展变革，在很大程度上依赖着新材料的产生：能源要求新材料具有优良的能量转化特性，如在光电方面能将太阳能转化为电能的硅板材料；信息与数据传输存储要求新材料满足更高的传输速度，更大的存储密度，同时还须具有一定的稳定性；航空航天要求新材料有更大的强度，更小的密度，一般情况下还需要很好的气密性，耐高温，耐高压等一系列能在恶劣条件下仍能保持其特性的材料。

[0004] 分子级别互联设备是实现高强度逻辑运算和存储电路的关键。纳米棒就是能实现这样的互联的基本组件。这些纳米棒在传感器、波导和光子学被广泛地用于构建纳米电子设备应用。金的化学惰性和较低的电阻率，这些属性使金纳米棒成为连接分子设备的理想物质。它可以在水溶液中通过CTAB并与少量氯金酸形成，或在油酸/油胺有机溶剂里、少量氯金酸并通过纳米多孔阳极氧化铝模板或其他模板生成。生成以后，这些金纳米棒便可以通过水合作用或者在电场中组装到衬底上。然而，通过这种方法获得的金纳米棒是多晶相的，表面非常粗糙。传输研究表明多晶金纳米棒的电阻率高于金。因此，单晶金纳米棒的合成具有重大意义。

[0005] 在不同的分支科学，如化学催化，纳米药物，纳米电子学等，金纳米棒和其他贵金属纳米晶体扮演了一个重要的角色。对于大多数应用，对纳米材料的粒度大小和粒度分布的控制至关重要。合成过程中的很多方面都能影响到纳米材料的粒度分布和粒度大小，如表面活性剂的选择，酸碱度，温度，还原剂浓度，以及其他金属盐的浓度。

[0006] 合成的金纳米棒，可以通过其他方法使其发生自组装。金纳米棒的自组装既能在一维上，也能在二维上进行自组装。同样的，也能三维自组装。研究表明，纳米材料的电场增强强度与纳米材料的结构，尺寸大小，偏振以及激发波长都有关系。因此，我们可以通过设计纳米粒子的结构，尺寸，形状等来调节表面等离子体的共振特性，以此来提高SERS单分子的检测的灵敏度。

[0007] 近年来，金纳米棒作为SERS的光学探针在生物大分子、癌症治疗等方面的应用越来越广泛。金纳米棒能被用于标记含有特异性受体的生物大分子，以此来实现对活体生物内各种活性物质动态分析和定量分析。还可以将一些有机染料分子或者是多聚物包裹在金纳米棒表面做成SERS探针，对细胞的某些位置进行探测成像。活体成像是金纳米棒的一个重要方向上的应用。光热治疗是近年来兴起的又一方向上的应用。首先，可以将SERS探针输送到病变癌细胞处，然后在共振波长激光照射中，探针中的金纳米棒会吸收大量光能，继而转换成热能产生高温将病变细胞杀死。

[0008] 金纳米棒的合成方法有很多种，主要有四种，包括：光化学、晶种法、模板和电化学法等。尽管现有的制备方法已经成功制备出了金纳米棒，但现有传统的合成方法具有一系列制备上的局限性，主要包括以下几个方面：

[0009] (1)难以实现对纳米颗粒尺寸的精确控制；

[0010] (2)分离纯化过程复杂，难以大规模制备；

[0011] (3)制备条件苛刻；

[0012] (4)制备的纳米结构不均一；

[0013] (5)为了下一步的应用，需要对所制备的一维纳米材料做进一步的表面配体修饰等。

[0014] 针对以上在金纳米棒设计合成中所遇到的科学与技术问题，本发明提出一种方便的、可大规模制备具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的方法。

发明内容

[0015] 本发明目的在于提供一种方便的，可大规模制备，具有尺寸与分散性可控的金纳米棒的制备方法。

[0016] 为实现本发明目的，我们采用天然纤维素为最初反应原料，连续ATRP技术，以及 ATRP和“链接”化学(Click Chemistry)相结合的技术，制备一系列分子量以及结构与组成可控的刷状接枝嵌段共聚物，以该刷状聚合物为单分子功能模板，制备一系列长度可控，长径比可控以及分散性可控的金纳米棒。

[0017] 该合成方法具体包括如下步骤：(1)基于纤维素分子的ATRP大分子引发剂纤维素-溴异丁酸酯  (cellulose-Br)的制备与分级采用离子液 (氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（AMIMCL，1-allyl-3-methylimidazolium chloride)为溶剂，无水DMF和NMP为稀释剂与酸吸收剂，用2-溴异丁酰溴修饰纤维素链上的羟基，使其转为可用于ATRP的大分子引发剂。因为天然纤维素具有非常宽的分子量分布，为了得到窄分布的大分子引发剂，通过分级沉淀对合成的大分子引发剂的粗产物进行分级沉淀，以丙酮为溶剂，去离子水作为沉淀剂，制备一系列不同分子量且窄分布的大分子引发剂。并利用核磁、红外以及GPC对所制备的大分子引发剂进行表征。

[0018] (2)刷形嵌段聚合物的制备：以纤维素-溴异丁酸酯（cellulose-Br）为大分子引发剂，利用连续聚合的ATRP技术，分别引发丙烯酸叔丁酯单体(tBA)、苯乙烯单体(St)，制备一系列最外段为PS的刷状两嵌段聚合物：纤维素-g-[聚丙烯酸-b- 聚苯乙烯]（cellulose-g-[PAA-b-PS]），以及以纤维素-溴异丁酸酯为大分子引发剂，综合利用ATRP技术与“链接”化学相结合的实验方法，以端基修饰为带炔基的单官能团聚乙二醇mPEG为最外段嵌段的前驱体，制备一系列最外段为PEG的刷状两嵌段聚合物：纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]（cellulose-g-[PAA-b-PS]）。

[0019] (3)金纳米棒的制备：以溶液相合成法为基础，以一定数量的纤维素-g-[聚丙烯酸-b- 聚苯乙烯]单分子模板，制备油溶性的金纳米棒：先把一定量的模板分子纤维素-g-[聚丙烯酸-b- 聚苯乙烯]溶解于良溶剂中(例如DMF)，制成单分子胶束模板溶液，接下来在反应体系中加入目标材料的前驱体化合物氯金酸(HAuCl4·3H2O)(模板中丙烯酸重复单元与氯金酸的摩尔比为1： 10)，该前驱体化合物由于和模板相PAA的配位络合作用，从而选择性的扩散聚集到PAA 模板相，然后加入叔丁胺硼(TBAB)为还原剂(还原剂与氯金酸的摩尔比为10：1)，60℃条件下反应2小时，前驱体化合物在模板相原位生成对应的金纳米棒，最外层的PS相作为配体，原位覆盖于纳米棒的表面，可使生成的纳米棒能够分散于相应的溶剂中(例如甲苯、四氢呋喃、丙酮等)，同时防止该纳米棒在有机溶剂中团聚。以相同的反应条件，以纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]为单分子模板，采用相同的合成方法、实验条件以及表征手段制备水溶性的金纳米棒。

[0020] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：(1)创新的设计思路：不同于依靠自组装形成的动态稳定的多分子胶束软模板，也不同于具有极其有限表面积的硬模板，本项目依靠活性聚合技术，精确设计具有刚性直链结构的功能刷状接枝共聚物，以该刷形共聚物的单分子胶束为生长无机纳米晶体的模板。结构明确的功能线形共聚物通过共价键接枝于刚性聚合物主链上，在良性溶剂中即可形成静态稳定的、且具有高接枝密度的单分子胶束结构。该静态稳定的胶束结构作为晶体生长的模板时，由于所选用的模板相聚合物(PAA)对金属离子具有配位络合能力，所以当模板的结构与形状确定后，加入金的前驱体化合物，在晶体生成所需要的条件下，即可形成与模板形状一致的金纳米棒结构。

[0021] (2)创新的研究内容与研究方法：申请人把具有刚性直链结构的天然大分子纤维素引入聚合物模板制备体系，纤维素分子的刚性链特征为制备具有直链结构一维纳米材料提供了可能。纤维素的构成单元为葡萄糖，使得该生物大分子主链上每个重复单元具有3个羟基官能团且呈空间立体分布，使得所制备的刷状聚合物具有很高的接枝密度且接枝链呈空间立体分布，这样就为模板相吸附更大量的前驱体化合物从而形成连续的、规则的一维晶体结构提供了可能。另外，利用ATRP活性自由基聚合手段制备刷状聚合物模板，使得制备的聚合物结构明确，各个组分均可实现分子量的可控，从而实现对模板聚合物的多尺度控制。

附图说明

[0022] 图1：表面覆盖有PS的金纳米棒的合成示意图。

[0023] 图2：表面覆盖有PS的金纳米棒TEM图片(直径约为10nm，长度约为50nm)。

[0024] 图3：表面覆盖有PS的金纳米棒TEM图片(直径约为10nm，长度约为100nm)。

[0025] 图4：表面覆盖有PS的金纳米棒EDS图谱(直径约为10nm，长度约为100nm)。

[0026] 图5：表面覆盖有PS的金纳米棒XRD分析(直径约为10nm，长度约为100nm)。

[0027] 图6：表面覆盖有水溶性PEG的金纳米棒的合成示意图。

[0028] 图7：表面覆盖有PEG的金纳米棒TEM图片(直径约为10nm，长度约为100nm)。

具体实施方式

[0029] 实施例1(图1)下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明内容并不仅限于此。

[0030] (1)基于纤维素分子的ATRP大分子引发剂纤维素-溴异丁酸酯的制备与分级：在 250mL单口烧瓶中，加入10g天然纤维素，溶解于100mL离子液氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMIMCl)中，当完全溶解后，分别加入10mL无水DMF和 10mLNMP为稀释剂与酸吸收剂，冷却到零度条件下在1个小时内缓慢滴加50mL 2-溴异丁酰溴，对修饰纤维素链上的羟基进行修饰，使其转为可用于ATRP的大分子引发剂。然后自然升温到室温(25℃)，在室温条件下反应
24小时。最后用500mL去离子水为沉淀剂，沉淀最终产物。然后以50mL丙酮为溶剂，以500mL去离子水为沉淀剂再纯化一次，最后放入真空烘箱，50℃条件下24小时，产率为87％。因为天然纤维素具有非常宽的分子量分布，为了得到窄分布的大分子引发剂，通过分级沉淀对合成的大分子引发剂的粗产物进行分级沉淀，以丙酮为溶剂，去离子水作为沉淀剂，制备一系列不同分子量且窄分布的大分子引发剂。

[0031] (2)刷形嵌段聚合物的制备：以纤维素-溴异丁酸酯为大分子引发剂，利用连续聚合的 ATRP技术，分别引发丙烯酸叔丁酯单体(tBA)、苯乙烯单体(St)，制备一系列最外段为PS 的刷状两嵌段聚合物：纤维素-g-[聚丙烯酸-b- 聚苯乙烯]。具体如下。

[0032] (a)纤维素-g-聚丙烯酸叔丁酯的制备：以纤维素-溴异丁酸酯为大分子引发剂通过ATRP聚合机理引发丙烯酸叔丁酯单体(tBA)的过程如下：在50mL安瓿瓶中分别加入CuBr(58.3mg,0.4mmol),PMDETA(N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺，70.3mg, 0.4mmol), 纤维素-溴异丁酸酯(Mn＝11.2K g/mol,0.25g,0.021mmol),丙烯酸叔丁酯tBA(3mL,21 mmol)，丙酮(3.0mL)，反应体系通过冷冻－抽真空－通氮气－解冻循环三次，密闭后置于 60℃油浴中反应。然后，按一定的时间间隔分别取出安瓿瓶，并将其投入液氮中，以终止反应。粗产物稀释于四氢呋喃后，在中性氧化铝柱填料中过滤除去带颜色的二价铜离子等杂质，得到浅黄色的滤液，浓缩后在正庚烷中沉淀，重复溶解/沉淀操作两次后得到浅黄色粘稠产物，在40℃下真空干燥12小时。

[0033] (b)纤维素-g-[聚丙烯酸叔丁酯-b-聚苯乙烯]的制备：由多官能团环状大分子引发剂纤维素-g-聚丙烯酸叔丁酯（cellulose-g-PtBA）通过ATRP聚合机理引发苯乙烯聚合的过程如下：在一批50mL安瓿瓶中分别加入CuBr(54.6mg,0.38mmol),PMDETA(70.3mg,0.4 mmol),  纤维素-g-聚丙烯酸叔丁酯(每个PtBA臂分子量Mn＝8.6K  g/mol；0.2g,0.017mmol),St(8mL, 69.8mmol)，反应体系放于液氮中通过冷冻－抽真空脱气－解冻循环三次，密闭后置于90℃油浴中反应。然后按一定的时间间隔分别取出安瓿瓶，并将其投入液氮中，终止反应。粗产物用二氯甲烷溶解稀释后，通过中性氧化铝柱子，以除去带颜色的二价铜离子等杂质，然后在冷的甲醇中沉淀。重复溶解/沉淀操作两次后，所得白色粉末状产物置于在35℃下真空干燥12小时。

[0034] (c) 纤维素-g-[聚丙烯酸-b- 聚苯乙烯]的制备：聚合物纤维素-g-[聚丙烯酸叔丁酯-b-聚苯乙烯] (0.3g)溶解在 30mL二氯甲烷中，在0℃剧烈搅拌下加入三氟乙酸(5倍于刷状聚合物中tBA单元的物质的量)，在0℃保持3小时后，在室温下继续搅拌反应21小时。随着水解反应的进行，出现了白色沉淀物，反应完后，过滤，并用二氯甲烷冲洗，把沉淀物溶解于含有少量无水甲醇的二氧六环中(无水甲醇：二氧六环＝1：10)中，通过真空冷冻干燥得到白色的聚合物纤维素-g-[聚丙烯酸-b- 聚苯乙烯]。

[0035] (3)油分散性的金纳米棒的制备(图2，图3，图4和图5)：称取10mg瓶刷状结构的纤维素-g-[聚丙烯酸-b- 聚苯乙烯]模板，在室温条件下溶解于10mLDMF中，接下来加入金的前驱体化合物(HAuCl4·3H2O；0.2548g)。目的为了使PAA模板相被完全填充，接下来在反应体系中加入过量的目标材料的前驱体化合物氯金酸(HAuCl4·3H2O)(模板中丙烯酸重复单元与氯金酸的摩尔比为1：10)，该前驱体化合物由于核模板相PAA的配位络合作用，从而选择性的扩散聚集到PAA模板相，然后加入叔丁胺硼(TBAB)为还原剂(还原剂与氯金酸的摩尔比为10：1)，60℃条件下反应2小时，前驱体化合物在模板相原位生成对应的金纳米棒，最外层的PS相作为配体，原位覆盖于纳米棒的表面，可使生成的纳米棒能够分散于相应的溶剂中(例如甲苯、四氢呋喃、丙酮等)，同时防止该纳米棒在有机溶剂中团聚。用低速离心机除去副产物(转速为1000rpm离心5分钟)，最后得到的纯化后的金纳米棒为 0.0670g，产率52.6％。

[0036] 实施例2(图6)水分散性的金纳米棒的制备。

[0037] (1)刷形嵌段聚合物的制备：以纤维素-溴异丁酸酯为大分子引发剂，综合利用ATRP技术与“链接”化学相结合的实验方法，以端基修饰为带炔基的单官能团聚乙二醇mPEG为最外段嵌段的前驱体，制备一系列最外段为PEG的刷状两嵌段聚合物：纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]。

[0038] (a)端基为炔基的mPEG的制备：通过亲核取代反应，制备端基为炔基的mPEG (即mPEG-propargyl，甲氧基聚乙二醇丙炔基)，所用两种分子量的mPEG(为别为 Mn＝5,000andMn＝10,000)。具体步骤如下：在一个250mL的三口烧瓶中，加入10g端基为羟基的干燥的mPEG(10.0g,2.0mmol)，然后加入干燥的四氢呋喃THF150毫升，整个过程都在氩气保护下进行。然后在溶液中缓慢加入二苯甲基钠，直到反应体系的颜色变为棕红色。然后在冰浴的条件下，在反应体系中加入缓慢加入10mmol的溴丙炔试剂，然后反应体系升温到室温(25℃)，继续反应24小时。粗产物加入100mL二氯甲烷稀释，然后过中性氧化铝柱子以除去副产物钠盐。然后整个反应产物溶液浓缩后，在冷的乙醚中沉淀。50℃真空烘箱干燥，得到白色粉末。另一个分子量为10,000g/mol的mPEG样品的修饰，也是用相同的方法。

[0039] 端基为叠氮基团的cellulose-g-(PtBA-N3)的合成：刷形聚合物纤维素-g-(聚丙烯酸叔丁酯-溴)（cellulose-g-(PtBA-Br) ，BBCP），1.0g)溶解于20mL干燥的DMF中，加入定量的叠氮化钠固体粉末纤维素-g-(聚丙烯酸叔丁酯-溴)的末端溴原子和叠氮化钠的摩尔比为1:10)。室温反应24小时。然后加入50mL二氯甲烷稀释反应体系，过中性氧化铝柱子除去副产物。然后所得产物用去离子水洗三次，然后用无水硫酸镁干燥，溶液浓缩后在甲醇和水的混合溶液中沉淀(体积比为1比1)。最终产物40℃条件下真空烘箱放置6小时。

[0040] 用链接化学合成刷状聚合物纤维素-g-[聚丙烯酸叔丁酯- b-聚乙二醇：利用链接化学手段合成一系列刷状聚合物纤维素-g-[聚丙烯酸叔丁酯- b-聚乙二醇。具体反应方案如下：在50mL干燥的安瓿瓶中加入所需反应物纤维素-g-(聚丙烯酸叔丁酯-叠氮基团)(cellulose-g-(PtBA-N3), 甲氧基聚乙二醇炔基（mPEG-alkyne）, CuBr,PMDETA以及溶剂DMF。纤维素-g-(聚丙烯酸叔丁酯-叠氮基团)（Cellulose-g-(PtBA-N3)）聚合物中叠氮基团，甲氧基聚乙二醇炔基（mPEG-alkyne）， CuBr以及PMDETA的摩尔比为1:2:10:10。反应体系放于液氮中通过冷冻－抽真空脱气－解冻循环三次，密闭后置于90℃油浴中反24小时。粗产物稀释于四氢呋喃后，在中性氧化铝柱填料中过滤除去带颜色的二价铜离子等杂质，得到浅黄色的滤液，浓缩后在冷的甲醇中沉淀，重复溶解/沉淀操作两次后得到浅黄色粘稠产物，在60℃下真空干燥12小时。

[0041] (d) 纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]的制备：聚合物纤维素-g-[聚丙烯酸叔丁酯- b-聚乙二醇(0.3g)溶解在 30mL二氯甲烷中，在0℃剧烈搅拌下加入三氟乙酸(5倍于刷状聚合物中tBA单元的物质的量)，在0℃保持3小时后，在室温下继续搅拌反应21小时。随着水解反应的进行，出现了白色沉淀物，反应完后，过滤，并用二氯甲烷冲洗，把沉淀物溶解于含有少量无水甲醇的二氧六环中(无水甲醇：二氧六环＝1：10)中，通过真空冷冻干燥得到白色的聚合物纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]。

[0042] (3)水分散性的金纳米棒的制备(图7)：称取10mg瓶刷状结构的纤维素-g-[聚丙烯酸-b-聚乙二醇]模板，在室温条件下溶解于10mL DMF中，接下来加入金的前驱体化合物 (HAuCl4·3H2O；0.2548g)。目的为了使PAA模板相被完全填充，接下来在反应体系中加入过量的目标材料的前驱体化合物氯金酸(HAuCl4·3H2O)(模板中丙烯酸重复单元与氯金酸的摩尔比为1：10)，该前驱体化合物由于核模板相PAA的配位络合作用，从而选择性的扩散聚集到PAA模板相，然后加入叔丁胺硼(TBAB)为还原剂(0.1416g，还原剂与氯金酸的摩尔比为10：1)，60℃条件下反应2小时，前驱体化合物在模板相原位生成对应的金纳米棒，最外层的PEG相作为配体，原位覆盖于纳米棒的表面，可使生成的纳米棒能够分散于水溶液中，同时防止该纳米棒在有机溶剂中团聚。用低速离心机除去副产物(转速为 1000rpm离心5分钟)，最后得到的纯化后的金纳米棒为0.0725g，产率为56.9％。