專利名稱：水溶性單分散球形銀納米晶體的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水溶性單分散球形銀納米晶體的合成方法，具體地說是利用添加劑輔助的檸檬酸鈉還原可溶性銀鹽來制備水溶性單分散球形銀納米晶體的方法。
背景技術(shù)：
所有形貌的銀納米晶體中，只有球形銀納米晶體可以適用于Mie理論。Mie理論提供了一種分析Maxwell方程的方法。另外，球形銀納米晶體還有諸多應(yīng)用，例如表面增強(qiáng)拉曼散射，單分子標(biāo)記和識(shí)別等。在無數(shù)合成球形銀納米晶體的方法中，目前只有在有機(jī)溶劑中才可以得到單分散球形銀納米晶體。但是有毒的有機(jī)溶劑和有機(jī)配體，不利于它們的在生物等領(lǐng)域中的應(yīng)用。目前，在水溶液中制備球形銀納米晶體還是一個(gè)難點(diǎn)，特別是直徑尺寸大于10納米的球形銀納米晶體。由于水溶性、單分散的球形銀納米晶體的制備困難，現(xiàn) 在還無法實(shí)現(xiàn)銀納米晶體對(duì)細(xì)胞毒性研究的定量分析。檸檬酸鈉是一種生物相容性配體，并且容易被其他生物分子、抗體等替換，因此，檸檬酸鈉配體穩(wěn)定的球形銀納米晶體具有廣大的應(yīng)用前景。目前，在檸檬酸鈉還原可溶性銀鹽來制備單分散的球形銀納米晶體的各種方法中，盡管操作簡單，但是由于銀的生長特點(diǎn)，得到的產(chǎn)物往往是不同形貌的銀納米晶體(例如，棒狀，三角片及橢球形)的混合產(chǎn)物。盡管有的文獻(xiàn)中，通過使用激光光分解輔助法來獲得單分散的球形銀納米晶體，但不適用于大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的檸檬酸鈉還原可溶性銀鹽來制備單分散的球形銀納米晶體的不足，提供一種工藝簡單、合成快捷的水溶性單分散球形銀納米晶體的合成方法。本發(fā)明的水溶性單分散的球形銀納米晶體的合成方法，包括以下步驟(I)使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、輔助添加劑和可溶性銀鹽分別配制成質(zhì)量百分比濃度為1%的檸檬酸鈉溶液、濃度為0. I毫摩爾/升-100毫摩爾/升的輔助添加劑溶液和質(zhì)量百分比濃度為1%的可溶性銀鹽溶液；輔助添加劑是指能與銀離子生成沉淀物的物質(zhì)(如溴化銅、碘化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、磷酸鈉、碳酸鈉或硫化鈉等)；可溶性銀鹽是指硝酸銀或高氯酸銀；(2)按體積比5-20:100:3-5:25的比例分別稱取濃度為100毫摩爾/升的維生素C溶液以及步驟(I)配制的檸檬酸鈉溶液、輔助添加劑溶液和可溶性銀鹽溶液；(3)將維生素C溶液加入正在加熱沸騰的沸水中；(4)將檸檬酸鈉溶液、輔助添加劑溶液和可溶性銀鹽溶液混合3-6分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中；(5)保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。本發(fā)明采用添加劑輔助的檸檬酸鈉還原可溶性銀鹽來制備單分散的球形銀納米晶體，相比較其它的合成方法，該方法操作簡單，能夠獲得其它現(xiàn)有方法無法得到的高質(zhì)量、水溶性單分散的球形銀納米晶體。


圖I為實(shí)施例I所得的單分散的球形銀納米晶體的透射電鏡照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I首先將所用玻璃器皿(三口燒瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小時(shí)后，用硝酸鈉飽和溶液和高純水清洗，烘干備用。使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、硝酸銀和溴化銅分別配置成溶液，其中檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，硝酸銀溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，溴化銅溶液的濃度為4毫摩爾/升。將三口燒瓶固定在加熱臺(tái)上并加入47. 5毫升的高純水，迅速加熱至沸騰。將50微升的維生素C (100毫摩爾/升)加入沸水中。然 后將I毫升檸檬酸鈉溶液、50微升溴化銅和250微升硝酸銀溶液混合3分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中。最后保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后，冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體，球形銀納米晶體的透射電鏡照片如圖I所示。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例的不同之處一是溴化銅溶液的濃度為10毫摩爾/升，二是將75微升的維生素C (100毫摩爾/升)加入沸水中，其余條件均與實(shí)施例I相同，同樣可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例的不同之處一是溴化銅溶液的濃度為10毫摩爾/升，二是將100微升的維生素C (100毫摩爾/升)加入沸水中，其余條件均與實(shí)施例I相同，同樣可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例4首先將所用玻璃器皿(三口燒瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小時(shí)后，用硝酸鈉飽和溶液和高純水清洗，烘干備用。使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、硝酸銀和碘化鉀配成檸檬酸鈉溶液、硝酸銀溶液和碘化鉀溶液，其中檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，硝酸銀溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，碘化鉀溶液的濃度為0. I毫摩爾/升。然后將50微升的維生素C (100暈?zāi)?升)加入沸水中。然后將I暈升朽1檬酸鈉溶液、30微升碘化鉀溶液和250微升硝酸銀溶液混合5分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中。最后保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后，冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例5本實(shí)施例與實(shí)施例的不同之處是將75微升的維生素C ( 100毫摩爾/升)加入沸水中，其余條件均與實(shí)施例4相同，同樣可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例6本實(shí)施例與實(shí)施例的不同之處是將100微升的維生素C (100毫摩爾/升)加入沸水中，其余條件均與實(shí)施例4相同，同樣可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例7
首先將所用玻璃器皿(三口燒瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小時(shí)后，用硝酸鈉飽和溶液和高純水清洗，烘干備用。使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、硝酸銀和氯化鈉配成檸檬酸鈉溶液、硝酸銀溶液和氯化鈉溶液，其中檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，硝酸銀溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，氯化鈉溶液的濃度為100毫摩爾/升。然后將50微升的維生素C加入沸水中。然后將I暈升朽1檬酸鈉溶液、40微升氯化鈉溶液和250微升硝酸銀溶液混合6分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中。最后保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后，冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例8本實(shí)施例與實(shí)施例的不同之處是將100微升的維生素C (100毫摩爾/升)加入沸水中，其余條件均與實(shí)施例7相同，同樣可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例9
本實(shí)施例與實(shí)施例的不同之處是將200微升的維生素C ( 100毫摩爾/升)加入沸水中，其余條件均與實(shí)施例7相同，同樣可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例10首先將所用玻璃器皿(三口燒瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小時(shí)后，用硝酸鈉飽和溶液和高純水清洗，烘干備用。使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、硝酸銀和硫化鈉配成檸檬酸鈉溶液、硝酸銀溶液和硫化鈉溶液，其中檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，硝酸銀溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，硫化鈉溶液的濃度為0. I毫摩爾/升。然后將50微升的維生素C加入沸水中。然后將I毫升檸檬酸鈉溶液、30微升硫化鈉溶液和250微升硝酸銀溶液混合4分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中。最后保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后，冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例11首先將所用玻璃器皿(三口燒瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小時(shí)后，用硝酸鈉飽和溶液和高純水清洗，烘干備用。使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、高氯酸銀和硫酸鈉配成檸檬酸鈉溶液、硝酸銀溶液和硫酸鈉溶液，其中檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，高氯酸銀溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，硫酸鈉溶液的濃度為80毫摩爾/升。然后將50微升的維生素C加入沸水中。然后將I毫升檸檬酸鈉溶液、30微升硫酸鈉溶液和250微升硝酸銀溶液混合5分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中。最后保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后，冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例12首先將所用玻璃器皿(三口燒瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小時(shí)后，用硝酸鈉飽和溶液和高純水清洗，烘干備用。使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、硝酸銀和碳酸鈉配成檸檬酸鈉溶液、硝酸銀溶液和碳酸鈉溶液，其中檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，硝酸銀溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，碳酸鈉溶液的濃度為0. I毫摩爾/升。然后將50微升的維生素C加入沸水中。然后將I毫升檸檬酸鈉溶液、100微升碳酸鈉溶液和250微升硝酸銀溶液混合5分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中。最后保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后，冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。實(shí)施例13首先將所用玻璃器皿(三口燒瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小時(shí)后，用硝酸鈉飽和溶液和高純水清洗，烘干備用。使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、高氯酸銀和磷酸鈉配成檸檬酸鈉溶液、高氯酸銀溶液和磷酸鈉溶液，其中檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，高氯酸銀溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%，磷酸鈉溶液的濃度為0. I毫摩爾/升。然 后將50微升的維生素C加入沸水中。然后將I毫升檸檬酸鈉溶液、100微升磷酸鈉溶液和250微升硝酸銀溶液混合5分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中。最后保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后，冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。
權(quán)利要求
1.一種水溶性單分散的球形銀納米晶體的合成方法，其特征是，包括以下步驟 (1)使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、輔助添加劑和可溶性銀鹽分別配制成質(zhì)量百分比濃度為1%的檸檬酸鈉溶液、濃度為0. I毫摩爾/升-100毫摩爾/升的輔助添加劑溶液和質(zhì)量百分比濃度為1%的可溶性銀鹽溶液；輔助添加劑是指能與銀離子生成沉淀物的物質(zhì)；可溶性銀鹽是指硝酸銀或高氯酸銀； (2)按體積比5-20:100:3-5:25的比例分別稱取濃度為100毫摩爾/升的維生素C溶液以及步驟(I)配制的檸檬酸鈉溶液、輔助添加劑溶液和可溶性銀鹽溶液； (3)將維生素C溶液加入正在加熱沸騰的沸水中； (4)將檸檬酸鈉溶液、輔助添加劑溶液和可溶性銀鹽溶液混合3-6分鐘后，迅速加入含有維生素C的沸水中； (5)保持沸騰，加熱回流I小時(shí)后冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。
全文摘要
一種水溶性單分散球形銀納米晶體的合成方法，具體包括以下步驟首先使用高純水將所需原料檸檬酸鈉、輔助添加劑和可溶性銀鹽配制成溶液；然后按體積比5-20:100:3-5:25的比例稱取維生素C溶液以及檸檬酸鈉溶液、輔助添加劑溶液和可溶性銀鹽溶液，將維生素C溶液加入正在加熱沸騰的沸水中，將檸檬酸鈉溶液、輔助添加劑溶液和可溶性銀鹽溶液混合3-6分鐘后迅速加入含有維生素C的沸水中；最后保持沸騰，加熱回流1小時(shí)后冷卻至室溫，即可獲得單分散的球形銀納米晶體。相比較其它的合成方法，本發(fā)明提供的方法操作簡單，能夠獲得其它現(xiàn)有方法無法得到的高質(zhì)量、水溶性單分散的球形銀納米晶體。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102806358SQ20121031523
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者夏海兵, 李厚深, 陶緒堂 申請(qǐng)人:山東大學(xué)