專利名稱：一種不同形貌納米銀溶膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不同形貌納米銀溶膠的制備方法。
背景技術(shù)：
:銀離子抗菌劑在無機(jī)抗菌劑中占有主導(dǎo)地位，市場上絕大多數(shù)商品化的無機(jī)抗菌殺菌劑都是載銀的。納米銀溶膠被廣泛用作醫(yī)療衛(wèi)生、涂料、纖維制品、體育用品、塑料制品等的抗菌劑，納米銀溶膠的廣泛應(yīng)用與納米銀溶膠成熟的制備技術(shù)是密切相關(guān)的。化學(xué)還原法是目前制備納米銀溶膠最廣泛的制備方法，該法主要利用葡萄糖、抗壞血酸、硼氫化物、偏磷酸鈉、次磷酸鈉、檸檬酸三鈉、過氧化氫、水合肼、乙二醇、聚乙二醇或丙三醇中的一種或者幾種作為還原劑，將硝酸銀還原為納米銀膠。該法生產(chǎn)設(shè)備簡單、工藝流程簡單易操控，尤其是對于納米銀膠的制備，目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)球形、立方、六邊形、五邊形、三角等不同形貌的控制合成(Y.G.Sun, Y.N.Xia.Science, 2002, 298 (13):2176-2179 ;Υ.N.Xia，Υ.J.Xiong, B.Lim，S.E.Skrabalak.Angew.Chem.1nt.Ed.，2008，47，2-46 ；A.R.Siekkinen, J.M.McLellan，J.Chen, Y.N.Xia.Chem.Phys.Lett.，2006，432，491-496.)。但是，大多數(shù)方法制備的納米銀溶膠存在穩(wěn)定性差、反應(yīng)難以控制和無法大批量工業(yè)化生產(chǎn)等缺點(diǎn)。中國專利CN1557588A公開了一種納米銀的制造方法:主要以硝酸銀為銀粒子的來源，以異丙醇為水溶液中氧化性自由清除劑；并通過親水性的表面活性劑聚乙烯醇來控制晶核的生長速度以控制顆粒尺寸，利用電子加速器產(chǎn)生的電子束進(jìn)行輻照處理，將輻照后的溶液經(jīng)洗、離心分離，烘干，即可得黑色的方法雖然納米銀粉末。這種可以得到納米銀，但采用電子束輻射，需要一套昂貴的設(shè)備，增加了生產(chǎn)成本
發(fā)明內(nèi)容
:為了克服現(xiàn)有工藝技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、操作簡單容易、在水溶液體系和常溫常壓下批量化生產(chǎn)不同形貌納米銀溶膠的制備方法。2AgN03+Na2S204+4Na0H = 2Ag+2Na2S03+2NaN03+2H20根據(jù)上述反應(yīng)，本發(fā)明采用連二亞硫酸鈉(保險(xiǎn)粉)為液相還原制備納米銀膠的還原劑，采用不同的表面活性劑為分散劑，在堿性條件下還原硝酸銀得到制得不同形貌、分散穩(wěn)定的銀膠溶液。本發(fā)明提供一種不同形貌納米銀膠的制備方法，其特征在于:所述方法依次按如下步驟進(jìn)行:(I)稱取一定質(zhì)量的硝酸銀溶于去離子水中，制成一定濃度的硝酸銀溶液，將水溶性表面活性劑溶于上述溶液中，混合均勻，其中，硝酸銀與表面活性劑的質(zhì)量比為I: 0.5-1: 12。(2)制取一定濃度含有連二亞硫酸鹽還原劑的溶液，將高濃度氫氧化鈉溶液加入上述溶液中，調(diào)整pH = 11，混合均勻。(3)將步驟(2)的還原劑溶液加入含有表面活性劑的硝酸銀溶液中，滴速為
0.5-20毫升/分鐘，同時(shí)用磁力攪拌器攪拌，滴加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5-lh,即制得納米銀溶膠，其中還原劑摩爾質(zhì)量為硝酸銀的1-3倍。優(yōu)選的，所述的硝酸銀溶液的濃度為0.005mol/L-0.05mol/L。優(yōu)選的，所述的還原劑溶液的濃度為0.005mol/L-0.05mol/L。所述的還原劑為連二亞硫酸鈉(保險(xiǎn)粉)。所述的表面活性劑選自月桂醇聚環(huán)氧乙烷醚硫酸、聚乙烯吡咯烷酮、烷基磷酸酯二乙醇胺鹽抗靜電劑P、咪唑啉、酯季銨鹽型陽離子表面活性劑1227、脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷WA、十六烷基三甲基溴化銨、抗靜電劑PK中的一種或幾種。本發(fā)明所制備的納米銀膠的顏色可以是紅褐色、深褐色、淺黃色、黃色、深黃色、粉紅色、暗綠色、藍(lán)色等。本發(fā)明所提供的制備方法有益效果是:不僅具有反應(yīng)條件溫和(常溫常壓)、成本低廉、操作簡便、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，而且所制備的納米銀溶膠微粒粒徑在10-90nm范圍內(nèi)且分散穩(wěn)定性好，可以穩(wěn)定保存一年以上。


:圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖，其中，I為硝酸銀與表面活性劑充分混合均勻；2為氫氧化鈉溶液加入還原劑溶液中調(diào)節(jié)pH ；3為還原劑溶液滴加到硝酸銀溶液中充分反應(yīng)；4為目標(biāo)產(chǎn)物性能檢測。圖2為實(shí)施例1制得的納米銀膠的XRD圖片。圖3為實(shí)施例1制得的納米銀膠的透射電子顯微鏡照片。圖4為實(shí)施例2制得的納米銀膠的透射電子顯微鏡照片。圖5為實(shí)施例3制得的納米銀膠的透射電子顯微鏡照片。圖6為實(shí)施例4制得的納米銀膠的透射電子顯微鏡照片。
具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合附圖1及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1稱取0.34g硝酸銀用去離子水配制成400ml濃度為0.05mol/L的硝酸銀溶液，然后稱取0.68g表面活性劑月桂醇聚環(huán)氧乙烷醚硫酸酯溶于上述硝酸銀水溶液中(月桂醇聚環(huán)氧乙烷醚硫酸酯與硝酸銀的質(zhì)量比為2: I)，攪拌均勻；稱取0.522g連二亞硫酸鈉用去離子水配制成600ml濃度為0.05mol/L的連二亞硫酸鈉溶液(硝酸銀與保險(xiǎn)粉的摩爾比為I: 1.5)，加入高濃度NaOH溶液調(diào)整pH= 11 ;然后將連二亞硫酸鈉溶液在常溫常壓下以20毫升/分鐘的速度滴加到硝酸銀溶液中，同時(shí)使用磁力攪拌器攪拌，待滴加完后繼續(xù)攪拌30min,最終可得亮黃色的納米銀溶膠。將所制得的試樣進(jìn)行各項(xiàng)性能測試，測試情況及其結(jié)果如下:用X射線衍射分析(XRD)，由附圖2可以確定所制得的溶膠為納米銀溶膠；利用透射電子顯微鏡進(jìn)行觀察，由附圖3可知，膠粒為平均粒徑IOnm左右的球形納米銀。
實(shí)施例2稱取0.17g硝酸銀用去離子水配制成500ml濃度為0.002mol/L的硝酸銀溶液，然后稱取1.7g表面活性劑咪唑林溶于上述硝酸銀水溶液中(咪唑林與硝酸銀的質(zhì)量比為10:1),攪拌均勻；稱取0.522g連二亞硫酸鈉用去離子水配制成600ml濃度為0.005mol/L的連二亞硫酸鈉溶液(硝酸銀與保險(xiǎn)粉的摩爾比為1:3)，加入高濃度NaOH溶液調(diào)整pH=11 ;然后將連二亞硫酸鈉溶液在常溫常壓下以15毫升/分鐘的速度滴加到硝酸銀溶液中，同時(shí)使用磁力攪拌器攪拌，待滴加完后繼續(xù)攪拌30min，最終可得紅褐色的納米銀溶膠。由附圖4可知，膠粒為平均粒徑16nm左右的球形納米銀。實(shí)施例3稱取0.26g硝酸銀用去離子水配制成500ml濃度為0.003mol/L的硝酸銀溶液，然后稱取0.78g季銨鹽型陽離子表面活性劑1227溶于上述硝酸銀水溶液中(季銨鹽型陽離子表面活性劑1227與硝酸銀的質(zhì)量比為3: I)，攪拌均勻；稱取0.522g連二亞硫酸鈉用去離子水配制成500ml濃度為0.06mol/L的連二亞硫酸鈉溶液(硝酸銀與保險(xiǎn)粉的摩爾比為1: 2)，加入高濃度NaOH溶液調(diào)整pH = 11 ;然后將連二亞硫酸鈉溶液在常溫常壓下以
0.5毫升/分鐘的速度滴加到硝酸銀溶液中，同時(shí)使用磁力攪拌器攪拌，待滴加完后繼續(xù)攪拌30min，最終可得粉紅色納米銀溶膠。由附圖5可知，膠粒為平均粒徑45nm左右不規(guī)則的六邊形納米銀。實(shí)施例4稱取0.51g硝酸銀用去離子水配制成IOOml濃度為0.03mol/L的硝酸銀溶液，然后稱取0.26g聚乙烯吡咯烷酮表面活性劑溶于上述硝酸銀水溶液中(聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀的質(zhì)量比為0.5: I)，攪拌均勻；稱取1.04g連二亞硫酸鈉用去離子水配制成IOOml濃度為0.06mol/L的連二亞硫酸鈉溶液(硝酸銀與保險(xiǎn)粉的摩爾比為1: 2)，加入高濃度NaOH溶液調(diào)整pH = 11 ;然后將連二亞硫酸鈉溶液在常溫常壓下以I毫升/分鐘的速度滴加到硝酸銀溶液中，同時(shí)使用磁力攪拌器攪拌，待滴加完后繼續(xù)攪拌lh，最終可得藍(lán)色納米銀溶膠。由附圖6可知，膠粒為平均粒徑90nm左右的圓盤狀納米銀。
權(quán)利要求
1.一種不同形貌納米銀溶膠的制備方法，其特征在于:所述方法依次按如下步驟進(jìn)行: (1)稱取一定質(zhì)量的硝酸銀溶于去離子水中，制成一定濃度的硝酸銀溶液，將水溶性表面活性劑溶于上述溶液中，混合均勻，其中，硝酸銀與表面活性劑的質(zhì)量比為I: 0.5-1: 12。
(2)制取一定濃度含有還原劑的溶液，將高濃度氫氧化鈉溶液加入上述溶液中，調(diào)整pH = 11,混合均勻。
(3)將步驟(2)的還原劑溶液滴加到含有表面活性劑的硝酸銀溶液中，滴速為0.5-20毫升/分鐘，同時(shí)用磁力攪拌器攪拌，滴加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5-lh，即制得不同形貌納米銀溶膠，其中還原劑摩爾質(zhì)量為硝酸銀的1-3倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同形貌納米銀溶膠的制備方法，其特征在于:所述的硝酸銀溶液的濃度為0.005mol/L-0.05mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同形貌納米銀溶膠的制備方法，其特征在于:所述的還原劑溶液的濃度為0.005mol/L-0.05mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同形貌納米銀溶膠的制備方法，其特征在于:所述的還原劑為連二亞硫酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同形貌納米銀溶膠的制備方法，其特征在于:所述表面活性劑選自月桂醇聚環(huán)氧乙烷醚硫酸、聚乙烯吡咯烷酮、烷基磷酸酯二乙醇胺鹽抗靜電劑P、咪唑啉、酯季銨鹽型陽離子表面活性劑1227、脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷WA、十六烷基三甲基溴化銨、抗靜電劑PK中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成本低廉、操作簡單容易、在水溶液體系和常溫常壓下制備不同形貌納米銀溶膠的制備方法，屬于液相化學(xué)還原制備納米材料技術(shù)領(lǐng)域。其特征為將堿性條件下的還原劑溶液在常溫常壓下加入含有表面活性劑的硝酸銀水溶液中，通過控制工藝條件、表面活性劑的種類和用量等，可制得球形、六邊形和圓盤狀等不同形貌、溶膠微粒在10-90nm范圍內(nèi)分散穩(wěn)定性好的納米銀溶膠。本發(fā)明工藝簡單、還原劑成本低廉、反應(yīng)溫和、時(shí)間短、效率高、無需外加能源和大型特殊設(shè)備，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號B22F9/24GK103143724SQ20131010443
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月16日
發(fā)明者冒愛琴, 金霞, 韋小慶 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)