一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，該方法為：一、將四氫呋喃和吲哚混合均勻，然后加入氯化聚乙烯，攪拌溶解，得到氯化聚乙烯溶液；二、將氯化聚乙烯溶液倒入銀氨溶液中，形成兩相溶液，采用紅外光照射，在界面處生成固體薄膜；三、將固體薄膜烘干后置于管式爐內(nèi)升溫保溫，隨爐冷卻后取出研磨，得到具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料。本發(fā)明采用氯化聚乙烯溶液和銀氨溶液，通過(guò)紅外光照射，在兩相界面處反應(yīng)生成固體薄膜，避免了銀離子的氧化，將生成的固體薄膜烘干后置于管式爐內(nèi)處理，使固體薄膜中氯化聚乙烯炭化，在銀粒子表面形成碳膜，形成的碳膜作為鈍化劑不但能夠保護(hù)銀粒子不被氧化，而且能夠提高其熒光效率。
【專利說(shuō)明】一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熒光材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 熒光材料是指受一定波長(zhǎng)的光激發(fā)后，在極短時(shí)間內(nèi)（ΚΓ8秒）會(huì)發(fā)射出波長(zhǎng)大于 激發(fā)波長(zhǎng)光的物質(zhì)，由于光量子打到分子上，大約在10秒內(nèi)被吸收，原來(lái)處于基態(tài)的電子 被激發(fā)到較高的能級(jí)，從而使分子處在激發(fā)態(tài)。此后，激發(fā)態(tài)分子通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換過(guò)程把部分能 量轉(zhuǎn)移給周圍分子，使較高激發(fā)態(tài)的電子很快回到最低激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)（亦稱第一 單線態(tài)）。熒光物質(zhì)所具有的特有的熒光發(fā)光性使其在眾多領(lǐng)域具有了廣泛的應(yīng)用。其可 以作為光化學(xué)，生物傳感器進(jìn)行DNA的可視化檢測(cè)分析；作為生物體的熒光成像劑研究癌 細(xì)胞的生長(zhǎng)因子蛋白；作為追蹤器追蹤細(xì)胞內(nèi)的單分子，深入揭示生命活動(dòng)中的分子活動(dòng) 的過(guò)程和本質(zhì)。
[0003] 熒光材料分為有機(jī)熒光材料和無(wú)機(jī)銀光材料，有機(jī)熒光材料主要為帶有共軛雜環(huán) 及各種生色團(tuán)的化合物，主要包括：側(cè)鏈生色基團(tuán)型小分子化合物；全共軛主鏈型化合物； 整體分子均一型共軛高分子化合物。無(wú)機(jī)突光材料是以堿土金屬的硫化物（如ZnS、CaS)、 鋁酸鹽（SrA1204，CaAl 204, BaAl204)等作為發(fā)光基質(zhì)，以稀土鑭系元素[銪（Eu)、釤（Sm)、 鉺（Er)、釹（Nd)等]作為激活劑和助激活劑制備的發(fā)光材料。
[0004] 隨著納米技術(shù)的興起，以納米金，納米銀為基體的納米熒光粉體引起了業(yè)界的廣 泛關(guān)注，由于其禁帶寬度大，發(fā)光效率高，而被認(rèn)為是下一代熒光材料的代表。納米金屬的 制備方法主要有：水相還原法，晶種生長(zhǎng)法，相轉(zhuǎn)移法。雖然納米金屬具有優(yōu)異的熒光性能， 但是納米尺度的金屬化學(xué)性質(zhì)異常活潑，在空氣中極易氧化，而失去了其熒光性能。因此一 般需要在其表面進(jìn)行鈍化處理，采用的鈍化劑為高分子材料。高分子材料為有機(jī)材料，與金 屬的相容性不好，在金屬表面不易形成完整的鈍化膜，因此鈍化效果不佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有熒光效 應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法。該方法采用氯化聚乙烯溶液（有機(jī)相）和銀氨溶液（水 相），兩種溶液之間形成相界面，通過(guò)紅外光照射，在兩相界面處反應(yīng)生成固體薄膜（氯化 聚乙烯-銀復(fù)合材料），反應(yīng)過(guò)程中將生成的固體薄膜取出后，兩相界面處繼續(xù)反應(yīng)，不斷 生成固體薄膜，將生成的固體薄膜烘干后置于管式爐內(nèi)處理，使固體薄膜中的氯化聚乙烯 炭化，在銀粒子表面形成碳膜，形成的碳膜作為鈍化劑不但能夠保護(hù)銀粒子不被氧化，而且 能夠提高其熒光效率。采用該方法制備的銀納米復(fù)合材料采用379納米光源激發(fā)，其熒光 強(qiáng)度為95?110。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù) 合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0007] 步驟一、將四氫呋喃和吲哚按照9: (1?18)的體積比混合均勻，得到混合溶液，然 后向所述混合溶液中加入氯化聚乙烯，在50°C?90°C下攪拌至氯化聚乙烯溶解，得到氯化 聚乙烯溶液；所述氯化聚乙烯的加入量為每100mL混合溶液中加入2g?20g ;
[0008] 步驟二、將步驟一中所述氯化聚乙烯溶液倒入銀氨溶液中，形成下層為水相，上層 為有機(jī)相的兩相溶液，然后采用紅外光照射所述兩相溶液，在水相和有機(jī)相的界面處生成 乳黃色的固體薄膜，取出所述固體薄膜；所述紅外光的波數(shù)為400CHT 1?4000CHT1，光通量為 100流明?1000流明；
[0009] 步驟三、將步驟二中取出的固體薄膜烘干，然后置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以 1°C /min?5°C /min的升溫速率將管式爐升溫至200°C?300°C，然后以2°C /min?10°C / min的升溫速率繼續(xù)升溫至700°C?1200°C，保溫lh?6h，隨爐冷卻后取出研磨，得到具有 熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料。
[0010] 上述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一中 四氫呋喃和吲哚的體積比為3: (1?3)。
[0011] 上述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一中 所述氯化聚乙烯的加入量為每l〇〇mL混合溶液中加入6g?16g。
[0012] 上述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟二中 氯化聚乙烯溶液與銀氨溶液的體積比為5: (1?3)。
[0013] 上述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟二中 所述紅外光的波數(shù)為600CHT 1?2000CHT1，光通量為300流明?800流明。
[0014] 上述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟三中 所述烘干的溫度為90°C?110°C。
[0015] 上述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟三中 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2°C /min?4°C /min的升溫速率將管式爐升溫至230°C?280°C，然后以 4°C /min?8°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫至800°C?1000°C，保溫2h?3h。
[0016] 上述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟三中 第二次升溫速率比第一次升溫速率高。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 1、本發(fā)明采用氯化聚乙烯溶液（有機(jī)相）和銀氨溶液（水相），兩種溶液之間形成 相界面，通過(guò)紅外光照射，在兩相界面處反應(yīng)生成固體薄膜（氯化聚乙烯-銀復(fù)合材料），反 應(yīng)過(guò)程中將生成的固體薄膜取出后，兩相界面處繼續(xù)反應(yīng)，不斷生成固體薄膜。
[0019] 2、本發(fā)明將生成的固體薄膜烘干后置于管式爐內(nèi)處理，使固體薄膜中的氯化聚乙 烯炭化，在銀粒子表面形成碳膜，形成的碳膜作為鈍化劑不但能夠保護(hù)銀粒子不被氧化，而 且能夠提高其熒光效率。
[0020] 3、采用本發(fā)明的方法制備的銀納米復(fù)合材料采用379納米光源激發(fā)，其熒光強(qiáng)度 為95?110。
[0021] 4、常規(guī)水相還原法和晶種生長(zhǎng)法制備的銀納米復(fù)合材料的顆粒粒徑均為50nm以 上，而采用本發(fā)明的方法制備的銀納米復(fù)合材料的顆粒粒徑為20nm?40nm，顆粒粒徑顯著 減小。
[0022] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀納米復(fù)合材料的TEM圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 步驟一、將四氫呋喃和吲哚按照2:1的體積比混合均勻，得到混合溶液，然后向 50mL所述混合溶液中加入4g氯化聚乙烯，在70°C下攪拌至氯化聚乙烯溶解，得到氯化聚乙 烯溶液；
[0026] 步驟二、將50mL步驟一中所述氯化聚乙烯溶液倒入10mL銀氨溶液中，分層后形成 下層為水相，上層為有機(jī)相的兩相溶液，然后采用紅外光照射所述兩相溶液，在水相和有機(jī) 相的界面處生成乳黃色的固體薄膜，取出所述固體薄膜；所述紅外光的波數(shù)為lOOOcnT 1，光 通量為500流明；
[0027] 步驟三、將步驟二中取出的固體薄膜在KKTC下烘干，然后置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)?保護(hù)下以3°C /min的升溫速率將管式爐升溫至240°C，然后以6°C /min的升溫速率繼續(xù)升 溫至900°C，保溫2. 5h，隨爐冷卻后取出研磨，得到粒徑為20nm?30nm的具有熒光效應(yīng)的 銀納米復(fù)合材料。
[0028] 圖1為本實(shí)施例制備的銀納米復(fù)合材料的--Μ圖，圖中黑色區(qū)域?yàn)殂y粒子，灰色部 分為碳，可以看出銀粒子粒徑為20nm?30nm，且銀粒子被大量的碳層包裹從而防止了金屬 粒子的氧化，同時(shí)金屬粒子較小的粒徑也提高了該材料的熒光效率。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 步驟一、將四氫呋喃和吲哚按照3:1的體積比混合均勻，得到混合溶液，然后向 50mL所述混合溶液中加入3g氯化聚乙烯，在60°C下攪拌至氯化聚乙烯溶解，得到氯化聚乙 烯溶液；
[0031] 步驟二、將50mL步驟一中所述氯化聚乙烯溶液倒入10mL銀氨溶液中，分層后形成 下層為水相，上層為有機(jī)相的兩相溶液，然后采用紅外光照射所述兩相溶液，在水相和有機(jī) 相的界面處生成乳黃色的固體薄膜，取出所述固體薄膜；所述紅外光的波數(shù)為eoocnr 1，光 通量為300流明；
[0032] 步驟三、將步驟二中取出的固體薄膜在95°C下烘干，然后置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)獗?護(hù)下以2°C /min的升溫速率將管式爐升溫至230°C，然后以4°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫 至800°C，保溫2h，隨爐冷卻后取出研磨，得到粒徑為30nm?40nm的具有熒光效應(yīng)的銀納 米復(fù)合材料。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 步驟一、將四氫呋喃和吲哚按照9:1的體積比混合均勻，得到混合溶液，然后向 50mL所述混合溶液中加入lg氯化聚乙烯，在50°C下攪拌至氯化聚乙烯溶解，得到氯化聚乙 烯溶液；
[0035] 步驟二、將50mL步驟一中所述氯化聚乙烯溶液倒入10mL銀氨溶液中，分層后形成 下層為水相，上層為有機(jī)相的兩相溶液，然后采用紅外光照射所述兩相溶液，在水相和有機(jī) 相的界面處生成乳黃色的固體薄膜，取出所述固體薄膜；所述紅外光的波數(shù)為400CHT 1，光 通量為100流明；
[0036] 步驟三、將步驟二中取出的固體薄膜在90°C下烘干，然后置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)獗?護(hù)下以1°C /min的升溫速率將管式爐升溫至200°C，然后以2°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫 至700°C，保溫lh，隨爐冷卻后取出研磨，得到粒徑為35nm?40nm的具有熒光效應(yīng)的銀納 米復(fù)合材料。
[0037] 實(shí)施例4
[0038] 步驟一、將四氫呋喃和吲哚按照1:1的體積比混合均勻，得到混合溶液，然后向 50mL所述混合溶液中加入8g氯化聚乙烯，在80°C下攪拌至氯化聚乙烯溶解，得到氯化聚乙 烯溶液；
[0039] 步驟二、將50mL步驟一中所述氯化聚乙烯溶液倒入30mL銀氨溶液中，分層后形成 下層為水相，上層為有機(jī)相的兩相溶液，然后采用紅外光照射所述兩相溶液，在水相和有機(jī) 相的界面處生成乳黃色的固體薄膜，取出所述固體薄膜；所述紅外光的波數(shù)為2000CHT 1，光 通量為800流明；
[0040] 步驟三、將步驟二中取出的固體薄膜在105°c下烘干，然后置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)?保護(hù)下以4°C /min的升溫速率將管式爐升溫至280°C，然后以8°C /min的升溫速率繼續(xù)升 溫至l〇〇〇°C，保溫3h，隨爐冷卻后取出研磨，得到粒徑為25nm?30nm的具有熒光效應(yīng)的銀 納米復(fù)合材料。
[0041] 實(shí)施例5
[0042] 步驟一、將四氫呋喃和吲哚按照1:2的體積比混合均勻，得到混合溶液，然后向 50mL所述混合溶液中加入10g氯化聚乙烯，在90°C下攪拌至氯化聚乙烯溶解，得到氯化聚 乙烯溶液；
[0043] 步驟二、將50mL步驟一中所述氯化聚乙烯溶液倒入20mL銀氨溶液中，分層后形成 下層為水相，上層為有機(jī)相的兩相溶液，然后采用紅外光照射所述兩相溶液，在水相和有機(jī) 相的界面處生成乳黃色的固體薄膜，取出所述固體薄膜；所述紅外光的波數(shù)為4000CHT 1，光 通量為1000流明；
[0044] 步驟三、將步驟二中取出的固體薄膜在110°C下烘干，然后置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)?保護(hù)下以5°C /min的升溫速率將管式爐升溫至300°C，然后以10°C /min的升溫速率繼續(xù)升 溫至1200°C，保溫6h，隨爐冷卻后取出研磨，得到粒徑為30nm?35nm的具有熒光效應(yīng)的銀 納米復(fù)合材料。
[0045] 對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例5制備的銀納米復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè) 方法為：將測(cè)試的樣品配制成質(zhì)量濃度為1 %的懸濁液，使用HITACHI F-7000熒光分光光 度計(jì)對(duì)其熒光進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試條件：激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度均為5nm，測(cè)試溫度20°C。檢測(cè)結(jié) 果見(jiàn)表1。
[0046] 表1本發(fā)明銀納米復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 步驟一、將四氫呋喃和吲哚按照9: (1?18)的體積比混合均勻，得到混合溶液，然后向 所述混合溶液中加入氯化聚乙烯，在50°C?90°C下攪拌至氯化聚乙烯溶解，得到氯化聚乙 烯溶液；所述氯化聚乙烯的加入量為每l〇〇mL混合溶液中加入2g?20g ; 步驟二、將步驟一中所述氯化聚乙烯溶液倒入銀氨溶液中，形成下層為水相，上層為有 機(jī)相的兩相溶液，然后采用紅外光照射所述兩相溶液，在水相和有機(jī)相的界面處生成乳黃 色的固體薄膜，取出所述固體薄膜；所述紅外光的波數(shù)為400CHT 1?4000CHT1，光通量為100 流明?1000流明； 步驟三、將步驟二中取出的固體薄膜烘干，然后置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以1°C / min?5°C /min的升溫速率將管式爐升溫至200°C?300°C，然后以2°C /min?10°C /min 的升溫速率繼續(xù)升溫至700°C?1200°C，保溫lh?6h，隨爐冷卻后取出研磨，得到具有熒光 效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于，步驟一中四氫呋喃和吲哚的體積比為3: (1?3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于，步驟一中所述氯化聚乙烯的加入量為每100mL混合溶液中加入6g?16g。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于，步驟二中氯化聚乙烯溶液與銀氨溶液的體積比為5: (1?3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于，步驟二中所述紅外光的波數(shù)為600CHT 1?2000CHT1，光通量為300流明?800流明。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于，步驟三中所述烘干的溫度為90°C?110°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征 在于，步驟三中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2°C /min?4°C /min的升溫速率將管式爐升溫至230°C? 280°C，然后以4°C /min?8°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫至800°C?1000°C，保溫2h?3h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有熒光效應(yīng)的銀納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于，步驟三中第二次升溫速率比第一次升溫速率高。
【文檔編號(hào)】C09K11/58GK104232079SQ201410493718
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】陳進(jìn), 鄧軍平 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)