本研究旨在探讨利用柠檬酸钠作为还原剂，在水相体系中合成金纳米粒子的可行性与优化条件。通过控制反应温度、pH值、前驱体浓度以及柠檬酸钠的用量，系统地分析了不同参数对金纳米粒子形貌、粒径分布及稳定性的影响。实验结果表明，当反应温度为80℃，pH值约为9.5，金盐与柠檬酸钠的摩尔比为1:2时，可获得粒径均匀、分散性良好的金纳米粒子。紫外-可见光谱（UV-Vis）分析显示，所制备的纳米粒子在520 nm处具有明显的表面等离子共振吸收峰，证实其成功形成。此外，透射电子显微镜（TEM）图像进一步验证了纳米粒子的球形结构和尺寸范围。该方法具有操作简便、成本低廉、绿色环保等优点，适用于实验室规模的金纳米粒子制备。

关键词：柠檬酸钠；金纳米粒子；还原法；表面等离子共振；纳米材料

1. 引言

近年来，纳米材料因其独特的物理化学性质在催化、生物传感、医学成像等领域展现出广阔的应用前景。其中，金纳米粒子（AuNPs）由于其优异的光学性能、良好的生物相容性和易于功能化的特点，成为研究热点。目前，常见的金纳米粒子制备方法包括化学还原法、光化学法、电化学法等。其中，柠檬酸钠还原法因工艺简单、条件温和、产物纯度高而被广泛采用。

2. 实验部分

2.1 材料与仪器

实验所用试剂包括氯金酸（HAuCl₄·4H₂O）、柠檬酸钠（Na₃C₆H₅O₇·11H₂O）均为分析纯，去离子水为实验用水。主要仪器包括恒温水浴锅、紫外-可见分光光度计、透射电子显微镜（TEM）等。

2.2 实验步骤

将一定量的HAuCl₄溶液加入到烧杯中，加热至沸腾后迅速加入适量的柠檬酸钠溶液，搅拌反应一段时间。反应结束后，冷却至室温，静置过夜，收集产物并进行表征分析。

3. 结果与讨论

3.1 紫外-可见光谱分析

随着反应时间的延长，溶液颜色由浅黄色逐渐变为深红色，说明金纳米粒子逐渐生成。UV-Vis光谱显示，最大吸收峰位于520 nm左右，符合金纳米粒子的特征吸收峰。

3.2 透射电子显微镜分析

TEM图像显示，所制备的金纳米粒子呈近似球形，粒径分布较为均匀，平均粒径约为15–20 nm。这表明柠檬酸钠不仅作为还原剂，还在一定程度上起到了稳定剂的作用，防止纳米粒子团聚。

3.3 影响因素分析

通过调节反应条件，发现柠檬酸钠的用量对纳米粒子的尺寸和分散性有显著影响。当柠檬酸钠比例过高时，会导致粒子生长受阻，粒径减小；反之，则可能导致粒子聚集，分散性变差。因此，合理控制反应条件是获得高质量金纳米粒子的关键。

4. 结论

本研究采用柠檬酸钠还原法成功制备出粒径均匀、稳定性良好的金纳米粒子。实验结果表明，该方法具有操作简便、环保高效等优点，具有一定的应用价值。未来可进一步探索该方法在生物医药、传感器等领域的潜在应用。

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