一種高分散球形納米銀的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高分散球形納米銀的制備方法，具體來(lái)說(shuō)是在添加表面活性劑的情況下利用輔助劑的雙還原劑還原硝酸銀來(lái)制備高分散球形納米銀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米銀是一種新興的功能材料，有著較高的比表面積，導(dǎo)電率高，表面活性較好，光學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，被廣泛用作催化劑材料、防靜電材料、表面增強(qiáng)拉曼散射和生物傳感器材料等。另外，納米銀在醫(yī)藥抗菌、除臭、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、磁性器件等方面也具有優(yōu)良的性能。由于銀納米顆粒的上述性能與顆粒的尺寸/形貌緊密相關(guān)，因此如何簡(jiǎn)便、高效地獲得尺寸/形貌穩(wěn)定、均勻的納米銀顆粒是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。目前，使用多元醇法、微波輔助法、模板法、電化學(xué)法等方法已經(jīng)制備出不同形貌的納米銀粒子，如棒、線(xiàn)、片、多面體樹(shù)枝狀、球等。從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，球形的銀納米顆粒最為穩(wěn)定。在無(wú)數(shù)合成球形納米銀的方法中，大多數(shù)采用有機(jī)溶劑才能制備高分散球形納米銀，但是有機(jī)溶劑不利于他們?cè)谏锏阮I(lǐng)域的應(yīng)用。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、抗體等替換以實(shí)現(xiàn)多功能的表面修飾，因此由檸檬酸鈉配體穩(wěn)定的球形納米銀具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前，使用檸檬酸鈉還原可溶性銀鹽來(lái)制備納米銀顆粒的方法較多，但大多數(shù)方法是用來(lái)制備片、棒等，制備高分散球形銀納米顆粒的成功案例較少。盡管有的文獻(xiàn)中，在水相中制備出球形納米銀顆粒，但是由于銀納米顆粒的特性，使其在水中的活性較高，極容易造成銀納米顆粒的團(tuán)聚從而降低其使用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在水相中合成高分散球形納米銀顆粒的制備方法，該制備方法可以制備具有高分散性、穩(wěn)定性好、單分散的球形銀納米顆粒，并且該方法操作簡(jiǎn)單，成本較低。
[0005]—種分散球形納米銀的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
(1)使用二次去離子水將所需原料可溶性銀鹽硝酸銀、檸檬酸鈉、氯化鈉、抗壞血酸、PVP分別配制成摩爾濃度為(2-6)mM硝酸銀溶液、(2-7)mM檸檬酸鈉溶液、(10_30)mM氯化鈉溶液、(0.025-0.2) Μ抗壞血酸溶液、0.2Μ PVP溶液；
(2)按摩爾比(2-15): (8-16): (4-16): (5-20):160的比例分別稱(chēng)取稱(chēng)取硝酸銀溶液、檸檬酸鈉溶液、氯化鈉溶液、抗壞血酸溶液、PVP溶液；
(3)將抗壞血酸溶液及PVP溶液加入到正在水浴的二次去離子水中混合水浴l_3min，將銀鹽溶液、檸檬酸鈉溶液、氯化鈉溶液按一定比例混合攪拌3-8min后迅速加入到正在水浴的含有抗壞血酸和PVP溶液的二次去離子水中；
(4)保持水浴溫度不變，加熱攪拌(60-90)min后迅速冷去至室溫，經(jīng)高速離心洗滌三次，即可獲得高分散球形納米銀。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為實(shí)施案例1所得的高分散球形納米銀的透射電鏡照片。
[0007]圖2為圖1制備所得球形納米銀的紫外-可見(jiàn)光吸收光譜圖。
[0008]圖3為實(shí)施案例5所得的高分散球形納米銀的透射電鏡照片。
[0009]圖4為圖3制備所得球形納米銀的紫外-可見(jiàn)光吸收光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施案例1
首先將所用的玻璃器皿(250ml、50ml燒杯)用超聲清洗儀清洗，然后用去離子水及無(wú)水乙醇沖洗吹干后備用。使用二次去離子水將所需原料硝酸銀、檸檬酸鈉、氯化鈉、抗壞血、PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分別配制成溶液，其中硝酸銀溶液的濃度為3mM，檸檬酸鈉溶液的濃度為2mM，氯化鈉的濃度為40mM，抗壞血酸濃度為0.05M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)濃度為0.2M。將97ml 二次去離子水加入到250ml燒杯中并將其放入水浴鍋中控制水浴溫度在90°C加熱一段時(shí)間。將0.lml抗壞血酸溶液(50mM)和2.5ml PVP (0.2M)加入到正在水浴加熱的二次去離子水中并加熱lmin。然后將0.5ml硝酸銀溶液(3mM)加入到含2.3ml去離子水的50ml燒杯中攪拌，而后加入2ml梓檬酸鈉溶液(2mM)、0.2ml氯化鈉溶液(40mM)，攪拌混合4min后迅速倒入正在水浴加熱含有抗壞血酸和PVP的二次去離子水中。最后保持水浴溫度在90°C加熱60min，而后迅速將其冷卻至室溫，經(jīng)高速離心洗滌三次，即可獲得高分散的球形納米銀，球形納米銀的透射電鏡照片如圖1所示，紫外-可見(jiàn)光吸收光譜圖如2所示。
[0011]實(shí)施案例2
本實(shí)施案例與實(shí)施案例的不同之處在于硝酸銀的濃度為2mM，其余條件均與實(shí)施案例1相同，同樣可獲得高分散的球形納米銀。
[0012]實(shí)施案例3
本實(shí)施案例與實(shí)施案例的不同之處在于硝酸銀的濃度為4mM，其余條件均與實(shí)施案例1相同，同樣可獲得高分散的球形納米銀。
[0013]實(shí)施案例4
本實(shí)施案例與實(shí)施案例的不同之處在于硝酸銀的濃度為6mM，其余條件均與實(shí)施案例1相同，同樣可獲得高分散的球形納米銀。
[0014]實(shí)施案例5
首先將所用的玻璃器皿(250ml、50ml燒杯)用超聲清洗儀清洗，然后用去離子水及無(wú)水乙醇沖洗吹干后備用。使用二次去離子水將所需原料硝酸銀、檸檬酸鈉、氯化鈉、抗壞血酸、PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分別配制成溶液，其中硝酸銀溶液的濃度為6mM，檸檬酸鈉溶液的濃度為4mM，氯化鈉的濃度為40mM，抗壞血酸濃度為0.05M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)濃度為0.2M。將97ml 二次去離子水加入到250ml燒杯中并將其放入水浴鍋中控制水浴溫度在100°C加熱一段時(shí)間。將0.15ml抗壞血酸溶液(50mM)和2.0ml PVP (0.2M)加入到正在水浴加熱的二次去離子水中并加熱2min。然后將0.5ml硝酸銀溶液(6mM)加入到含2.3ml去離子水的50ml燒杯中攪拌，而后加入2ml檸檬酸鈉溶液(4mM)、0.2ml氯化鈉溶液(40mM)，攪拌混合6min后迅速倒入正在水浴加熱含有抗壞血酸和PVP的二次去離子水中。最后保持水浴溫度在100°c加熱60min，而后迅速將其冷卻至室溫，經(jīng)高速離心洗滌三次，即可獲得高分散的球形納米銀，球形納米銀的透射電鏡照片如圖3所示，紫外-可見(jiàn)光吸收光譜圖如4所示。
[0015]實(shí)施案例6
實(shí)施案例與實(shí)施案例的不同之處是檸檬酸鈉的濃度為5mM，其余條件均與實(shí)施案例5相同，同樣可獲得高分散的球形納米銀。
[0016]實(shí)施案例7
首先將所用的玻璃器皿(250ml、50ml燒杯)用超聲清洗儀清洗，然后用去離子水及無(wú)水乙醇沖洗吹干后備用。使用二次去離子水將所需原料硝酸銀、檸檬酸鈉、氯化鈉、抗壞血酸、PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分別配制成溶液，其中硝酸銀溶液的濃度為6mM，檸檬酸鈉溶液的濃度為4mM，氯化鈉的濃度為10mM，抗壞血酸濃度為0.05M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)濃度為0.2M。將100ml 二次去離子水加入到250ml燒杯中并將其放入水浴鍋中控制水浴溫度在100°C加熱一段時(shí)間。將0.lml抗壞血酸溶液(50mM)加入到正在水浴加熱的二次去離子水中并加熱2min。然后將0.5ml硝酸銀溶液(6mM)加入到含5ml去離子水的50ml燒杯中攪拌，而后加入2ml檸檬酸鈉溶液(4mM)、0.2ml氯化鈉溶液(40mM)和2ml PVP溶液(0.2M)，攪拌混合8min后迅速倒入正在水浴加熱含有抗壞血酸的二次去離子水中。最后保持水浴溫度在100°C加熱90min，而后迅速將其冷卻至室溫，經(jīng)高速離心洗滌三次，即可獲得高分散的球形納米銀。
[0017]實(shí)施案例8
實(shí)施案例與實(shí)施案例的不同之處是氯化鈉的濃度為30mM，其余條件均與實(shí)施案例7相同，同樣可獲得高分散的球形納米銀。
[0018]實(shí)施案例9
首先將所用的玻璃器皿(250ml、50ml燒杯)用超聲清洗儀清洗，然后用去離子水及酒精沖洗吹干后備用。使用二次去離子水將所需原料硝酸銀、檸檬酸鈉、氯化鈉、抗壞血酸、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)分別配制成溶液，其中硝酸銀溶液的濃度為6mM，檸檬酸鈉溶液的濃度為4mM，氯化鈉的濃度為40mM，抗壞血酸濃度為0.025M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)濃度為0.2M。將90ml 二次去離子水加入到250ml燒杯中并將其放入水浴鍋中控制水浴溫度在100°C加熱一段時(shí)間。將0.lml抗壞血酸溶液(0.025mM)和0.5ml PVP溶液(0.2M)加入到正在水浴加熱的二次去離子水中并加熱30秒。然后將0.5ml硝酸銀溶液(6mM)加入到含5ml去離子水的50ml燒杯中攪拌，而后加入2ml梓檬酸鈉溶液(4mM)、0.3ml氯化鈉溶液(40mM)，攪拌混合5min后迅速倒入正在水浴加熱含有抗壞血酸和PVP的二次去離子水中。最后保持水浴溫度在100°C加熱70min，而后迅速將其冷卻至室溫，經(jīng)高速離心洗滌三次，即可獲得高分散的球形納米銀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高分散球形納米銀的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)使用二次去離子水將所需的原料可溶性銀鹽硝酸銀、還原劑檸檬酸鈉及抗壞血酸、輔助劑氯化鈉、表面活性劑PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分別配制成摩爾濃度為(2-6)mM硝酸銀溶液、(2-7) mM檸檬酸鈉溶液、(10-30) mM氯化鈉溶液、(0.025-0.2) Μ抗壞血酸溶液、0.2ΜPVP (聚乙烯吡咯烷酮)溶液； (2)按摩爾比(2-15):(8-16):(4-16):(5-20):160的比例分別稱(chēng)取稱(chēng)取銀鹽溶液、檸檬酸鈉溶液、氯化鈉溶液、抗壞血酸溶液、PVP溶液； (3)將抗壞血酸溶液及PVP(聚乙烯吡咯烷酮)溶液加入到正在水浴的二次去離子水中混合水浴l_3min，將硝酸銀溶液、檸檬酸鈉溶液、氯化鈉溶液按一定比例混合攪拌3-8min后迅速加入到正在水浴的含有抗壞血酸溶液的二次去離子水中； (4)保持水浴溫度不變，加熱攪拌(60-90)min后迅速冷去至室溫，經(jīng)高速離心洗滌三次，即可獲得高分散球形納米銀。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高分散球形納米銀的制備方法，具體包括以下步驟：（1）使用二次去離子水將所需的原料可溶性銀鹽硝酸銀、還原劑檸檬酸鈉及抗壞血酸、輔助劑氯化鈉、表面活性劑PVP（聚乙烯吡咯烷酮）配制成溶液；（2）按摩爾比(2-15)：（8-16）：（4-16）：（5-20）：160的比例分別稱(chēng)取硝酸銀溶液、檸檬酸鈉溶液、氯化鈉溶液、抗壞血酸溶液、PVP溶液；（3）將抗壞血酸溶液和PVP溶液加入到正在水浴的二次去離子水中混合水浴1-3min，將硝酸銀溶液、檸檬酸鈉溶液、氯化鈉溶液按一定比例混合攪拌4-8min后迅速加入到正在水浴的含有抗壞血酸及PVP溶液的二次去離子水中；（4）保持水浴溫度不變，加熱攪拌1h后迅速冷卻至室溫，經(jīng)高速離心洗滌三次，即可獲得高分散球形納米銀。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、易操作，所得球形納米銀顆粒分散均勻、穩(wěn)定性好、球形產(chǎn)率較高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B22F1/00, B22F9/24, B82Y40/00, B82Y30/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105252019
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510805813
【發(fā)明人】劉宗明, 王文志, 李金凱
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日