專利名稱：一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微納米氧化銀，尤其是涉及一種通過改變反應(yīng)物的濃度實現(xiàn)微納米氧化銀的形狀及尺寸可控生長的方法。
背景技術(shù)：
各向異性是單晶的基本性質(zhì)之一，由于不同的晶面具有不同的原子堆積密度，展現(xiàn)出不同的性質(zhì)，因此對同一種納米材料，控制其形貌和裸露表面即可調(diào)控它的某些物理化學性質(zhì)。同時物質(zhì)進入微納米尺度后，許多性質(zhì)發(fā)生了變化。例如，納米SiC與大塊材料相比其吸收光譜存在“藍移”現(xiàn)象，而納米NiO與大塊材料相比其吸收光譜存在“紅移”現(xiàn)象。近幾十年來，已有許多方法用于控制納米材料的尺度和形貌等，但要有效地控制納米材料的形貌和尺寸，仍是一項具有挑戰(zhàn)性和重要意義的工作。
氧化銀(Ag2O)粉末呈棕黑色，禁帶寬度為2.25eV，見光逐漸分解，潮濕時易吸收二氧化碳；它廣泛應(yīng)用于催化劑、凈水劑、防腐劑、扣式電池、電子元器件料和玻璃著色劑等方面，是一種重要的化學試劑。目前較為通用的制備氧化銀的方法主要有化學沉淀法(Banerjee，S.，Maity，A.K.，and Chakravorty，D.，J.Appl.Phys.，2000，87，8541)和電化學沉積法(Murray，B.J.，Li，Q.，Penner，R.M.，et al.，Nano Letters.，2005，5，2319)。化學沉淀法主要是通過氫氧化鋇或氫氧化鈉使硝酸銀沉淀，制得氧化銀納米顆粒，雖然這種方法制得的顆粒尺寸很小，但是分散性不好，顆粒大小不均勻；而由于在實際工業(yè)應(yīng)用中，不同的行業(yè)要求的顆粒尺寸不同，如在電池行業(yè)方面要求大顆粒，而在化工催化方面要求小顆粒，因此這種方法制得的氧化銀顆粒難以達到不同行業(yè)的要求。電化學沉積法主要是以銀線為工作電極，通過改變工作電壓，制得不同形狀的氧化銀顆粒，雖然它可以通過控制沉積時間來控制顆粒的尺寸，但是產(chǎn)量低，從而限制了它的實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從整體改變反應(yīng)物的濃度，實現(xiàn)氧化銀微納米晶體的形貌和尺寸的可控生長的方法，即一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法。
本發(fā)明的步驟如下1)將硝酸銀和氨水按1∶(0.2～10)的摩爾比混合，得硝酸銀和氨水的混合物A。
2)在混合物A中加入氫氧化鈉至混合物A產(chǎn)生沉淀，攪拌后，靜置得混合物B。
3)將混合物B離心，沉淀物依次用水和乙醇各清洗至少1次，即得目標產(chǎn)物。
其中硝酸銀和氨水的最佳摩爾比是1∶2。所述的攪拌可采用磁力攪拌器。所述的清洗最好依次用水和乙醇各清洗3次。
由于本發(fā)明通過對反應(yīng)物濃度的調(diào)控實現(xiàn)微納米氧化銀形狀和尺寸的可控生長，因此本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點1)具有可控性。通過改變反應(yīng)物的濃度，改變了晶核附近可參與晶核長大的單體的濃度，從而改變了晶體的大小。2)在不同條件下所得產(chǎn)物形貌不盡相同，但在相同條件(反應(yīng)物的濃度和摩爾比相同)下所得產(chǎn)物形貌單一，實現(xiàn)了形貌可控。3)與其它控制尺寸和形狀的方法相比，該方法操作簡單，需要工序少。4)所需設(shè)備簡單，可操作性強。


圖1為本發(fā)明實施例當硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶1.6，硝酸銀為0.042g，氨水濃度為0.053M，體積為7.5ml時所得樣品的X射線衍射圖。在圖1中，橫坐標為衍射角2Theta(dagree)，縱坐標為X射線衍射強度Intensity(a.u.)，衍射面的衍射峰從左至右依次為氧化銀(111)，(200)，(220)，(311)的衍射峰。
圖2為本發(fā)明實施例當硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶1.6，硝酸銀為0.042g，氨水濃度為0.053M，體積為7.5ml時所得樣品的SEM圖。在圖2中，標尺為2μm。
圖3為本發(fā)明實施例當硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶10，硝酸銀為0.042g，氨水濃度為0.33M，體積為7.5ml時所得樣品的SEM圖。在圖3中，標尺為200nm。
圖4為本發(fā)明實施例所得樣品的SEM圖。圖a為硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶2，硝酸銀為0.169g，氨水濃度為0.267M，體積為7.5ml時所得樣品的SEM圖；圖b為硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶4，硝酸銀為0.084g，氨水濃度為0.267M，體積為7.5ml時所得樣品的SEM圖；圖c為硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶4，硝酸銀為0.004g，氨水濃度為0.013摩爾每升，體積為7.5ml時所得樣品的SEM。在圖4中，標尺為2μm。
圖5為本發(fā)明實施例所得樣品的SEM圖。圖a為硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶2，硝酸銀為0.042g，氨水濃度為0.06M，體積為7.5ml時所得樣品的SEM圖；圖b為硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶2，硝酸銀為0.021g，氨水濃度為0.03M，體積為7.5ml時所得樣品的SEM圖；圖c為硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶2，硝酸銀為0.004g，氨水濃度為0.006M，體積為7.5ml時所得樣品的SEM圖；圖d為硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶2，硝酸銀為0.0008g，氨水濃度為0.0006M，體積為15ml時所得樣品的SEM圖。在圖5中，標尺為2μm。
具體實施例方式
實施例1將0.042g硝酸銀加入到7.5ml 0.053M的氨水中，攪拌5min得懸濁液；將0.25M 0.25ml氫氧化鈉加入到懸濁液中，攪拌5min，靜置2天得混合物。將混合物離心洗滌，得到最終產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)XRD，SEM表征為氧化銀八面體結(jié)構(gòu)。如圖1和2所示。
實施例2將0.042g的硝酸銀加入到7.5ml 0.06M的氨水中，攪拌5min得微量氧化銀和銀氨溶液的混合物。將2M 0.25ml氫氧化鈉加入到上述液中攪拌1min，靜置5min。將混合物離心洗滌得目標產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀八面體結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
實施例3將0.042g的硝酸銀加入到7.5ml 0.33M的氨水中，攪拌6min得銀氨溶液；將飽和的氫氧化鈉0.25ml加入到銀氨溶液中，攪拌5min，靜置12h，將混合物離心洗滌，得目標產(chǎn)物，形貌如圖3所示。
實施例4將0.170g硝酸銀加入到7.5ml 0.27M的氨水中，攪拌1min，得到銀氨溶液。將6M 0.25ml氫氧化鈉加入到銀氨溶液中，氫氧化鈉加入后立即停止攪拌，將混合物離心洗滌得目標產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀八面體結(jié)構(gòu)，如圖4a所示，從圖中可以看出顆粒的尺寸約為2μm。
實施例5將0.085g硝酸銀加入到7.5ml 0.267M的氨水中，攪拌5min，得到銀氨溶液。將4M 0.25ml氫氧化鈉加入到銀氨溶液中，氫氧化鈉加入后立即停止攪拌，將混合物離心洗滌，得目標產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀十二面體結(jié)構(gòu)，如圖4b所示。
實施例6將0.004g硝酸銀加入到7.5ml 0.013M的氨水中，攪拌5min。將4M0.25ml氫氧化鈉滴加到銀氨溶液中，攪拌5min，靜置12h。將混合物離心洗滌得到最終產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀表面有凹坑的立方體結(jié)構(gòu)。如圖4c所示。
實施例7將0.042g硝酸銀加入到7.5ml 0.067M的氨水中，攪拌5min，得到無色透明的銀氨溶液。將2M 0.25ml氫氧化鈉滴加到銀氨溶液中，攪拌5min，靜置。將混合物離心洗滌得最終產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀八面體結(jié)構(gòu)，如圖5a所示，從圖中可以看出顆粒的尺寸約為1μm。
實施例8將0.021g硝酸銀加入到7.5ml 0.035M的氨水中，攪拌10min，得到銀氨溶液。將4M 0.25ml氫氧化鈉滴加到銀氨溶液中，攪拌5min，靜置。將混合物離心，倒去上層清液，把所得的沉淀分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3次，最后將產(chǎn)物分散在無水乙醇中。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀削角八面體結(jié)構(gòu)，如圖5b所示。
實施例9將0.004g硝酸銀加入到7.5ml 0.007M的氨水中，攪拌5min，得到無色透明的銀氨溶液。將1M 0.25ml氫氧化鈉滴加到銀氨溶液中，攪拌5min，靜置。將混合物離心洗滌，得最后產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀立方體結(jié)構(gòu)，如圖5c所示。
實施例10將0.4mg硝酸銀加入到7.5ml 0.7mM的氨水中，攪拌5min，形成均勻的銀氨溶液。將1M 0.25ml氫氧化鈉滴加到銀氨溶液中，攪拌5min，靜置。將混合物離心洗滌，得最終產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)SEM表征為氧化銀立方體結(jié)構(gòu)，如圖5d所示，從圖中可以看出顆粒的尺寸在200nm左右。
實施例11將0.042g硝酸銀加入到7.5ml 6.7mM的氨水中得懸濁液，將懸濁液離心洗滌，得到最終產(chǎn)物。產(chǎn)物形貌如圖2所示。
從上面的實施例可以看出，當硝酸銀和氨水的摩爾比為1∶2，氨水的濃度從0.27M降到0.7mM時，顆粒的尺寸從2μm減小到200nm左右，顆粒的尺寸得到了控制；在硝酸銀和氨水一系列的濃度和比例改變過程中，出現(xiàn)了八面體、削角八面體、立方體、十二面體和表面有凹坑的立方體。
權(quán)利要求
1.一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法，其特征在于其步驟為1)將硝酸銀和氨水按1∶0.2～10的摩爾比混合，得硝酸銀和氨水的混合物A；2)在混合物A中加入氫氧化鈉至混合物A產(chǎn)生沉淀，攪拌后，靜置得混合物B；3)將混合物B離心，沉淀物依次用水和乙醇各清洗至少1次，即得目標產(chǎn)物。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法，其特征在于硝酸銀和氨水按1∶2的摩爾混合。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法，其特征在于所述的攪拌是采用磁力攪拌器攪拌。
4.如權(quán)利要求1所述的一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法，其特征在于所述的清洗是依次用水和乙醇各清洗3次。
全文摘要
一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法，涉及一種微納米氧化銀，尤其是涉及一種通過改變反應(yīng)物的濃度實現(xiàn)微納米氧化銀的形狀及尺寸可控生長的方法。提供一種從整體改變反應(yīng)物的濃度，實現(xiàn)氧化銀微納米晶體的形貌和尺寸的可控生長的方法，即一種微納米氧化銀的形狀及尺寸可控的制備方法。將硝酸銀和氨水按1∶(0.2～10)的摩爾比混合，得硝酸銀和氨水的混合物A。在混合物A中加入氫氧化鈉至混合物A產(chǎn)生沉淀，攪拌后，靜置得混合物B。將混合物B離心，沉淀物依次用水和乙醇各清洗至少1次，即得目標產(chǎn)物。
文檔編號B82B3/00GK101054199SQ20071000879
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者武慧芳, 謝兆雄, 徐韜, 周樨, 鄭蘭蓀 申請人:廈門大學