一種以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，包括：取AgNO3溶液加入到反應(yīng)容器中，在振蕩中緩慢加入NaOH溶液，有沉淀生成后在振蕩下逐滴滴加NH3·H2O直至沉淀完全溶解，加二次蒸餾水配制成濃度為5.0×10-3M的銀氨儲(chǔ)備液；取羧甲基葡聚糖滴加到稱(chēng)量瓶中，在攪拌下加入銀氨儲(chǔ)備液，加入二次水至溶液體積為羧甲基葡聚糖體積的5-10倍，磁力攪拌器攪拌5-10min，常溫下敞口放在紫外燈下邊攪拌邊光照2-4小時(shí)。本發(fā)明的方法采用羧甲基葡聚糖為穩(wěn)定劑和還原劑，在UVC型紫外光照射銀氨溶液合成水溶性銀納米簇；體系簡(jiǎn)單，熒光較強(qiáng)，粒徑較均勻，且穩(wěn)定性很好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種以羧甲基葡聚糖為穩(wěn)定劑和還原劑，紫外光照射下還原銀氨溶液合成水溶性熒光銀納米簇方法。

【背景技術(shù)】
[0002]貴金屬納米簇由于量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)表現(xiàn)出與眾不同的光、電以及化學(xué)性能而成為近年來(lái)納米材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。其較小的尺寸、無(wú)毒性以及光穩(wěn)定性等，都使其作為一種新型的熒光探針在化學(xué)檢測(cè)及生物標(biāo)記、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前合成銀納米簇的方法很多有化學(xué)還原法、光還原法、模板法、輻射法、超聲波法、反相微乳法等，這些合成方法在合成效率、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性方面等還有待進(jìn)一步提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的旨在提供一種利用羧甲基葡聚糖為穩(wěn)定劑和還原劑，用UVC型紫外光照射下還原銀氨溶液合成水溶性熒光銀納米簇的方法，該方法具有合成效率高、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，且便于大規(guī)模合成。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方案為:一種以紫外光照射還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，包括如下步驟:
(1)取AgNO3溶液加入到反應(yīng)容器中，在振蕩中緩慢加入NaOH溶液，有沉淀生成后在振蕩下逐滴滴加NH3.H2O直至沉淀完全溶解，最后加二次蒸餾水，配制成濃度為5.0X10_3 M的銀氨儲(chǔ)備液；
(2)取羧甲基葡聚糖滴加到稱(chēng)量瓶中，在攪拌下于上述溶液中加入銀氨儲(chǔ)備液，加入二次水至溶液體積為羧甲基葡聚糖體積的5-10倍,磁力攪拌器攪拌5-10 min使其充分混合均勻，常溫下將混合均勻的溶液敞口放在UVC型紫外燈下邊攪拌邊光照，光照時(shí)間為2-4小時(shí)，即可得到較強(qiáng)熒光的銀納米簇。
[0005]步驟(I)中，所用AgNO3溶液、NaOH溶液和NH3.H2O的濃度分別為0.1M、0.2M和5wt%, AgNO3 溶液、NaOH 溶液和 NH3.H2O 的體積配比為 250:20-625:35_160。
[0006]步驟(2)中，所用羧甲基葡聚糖的濃度為5.0X 10_3 M，羧甲基葡聚糖和銀氨儲(chǔ)備液的體積比為0.4-4.0:0.8-4.0。
[0007]優(yōu)化的是，銀氨溶液在整個(gè)合成溶液中的濃度為1.0X Kr3 M ;羧甲基葡聚糖在整個(gè)合成溶液中的濃度為1.0 X 10_3 M ;NaOH在整個(gè)合成溶液中的濃度為5.0 X 10_3 M ；NH3 -H2O在整個(gè)合成溶液中的濃度為1.7X 10_2 M ;合成水溶性熒光銀納米簇的光照時(shí)間最優(yōu)為4小時(shí)。
[0008]本發(fā)明方法合成的水溶性熒光銀納米簇的熒光發(fā)射波長(zhǎng)在420-430 nm，激發(fā)波長(zhǎng)為250nm,且納米簇的粒徑平均在2.9 nm。
[0009]本發(fā)明的方法采用只需加入羧甲基葡聚糖，無(wú)需再加入其他還原劑和穩(wěn)定劑，反應(yīng)體系簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易、成本低，便于大規(guī)模合成。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例合成的水溶性熒光銀納米簇的熒光光譜圖和紫外可見(jiàn)光譜； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例水溶性熒光銀納米簇的透射電子顯鏡(TEM)和晶格表征圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0012](I)所用溶液的準(zhǔn)備:
稱(chēng)取0.8494 g AgNO3用50 mL水中配制成濃度為0.1 M的AgNO3儲(chǔ)備液；稱(chēng)取0.4000g NaOH溶解于50 mL水中配制成濃度為0.2 M NaOH儲(chǔ)備液；5% NH3.H2O溶液由市售25% NH3.H2O稀釋5配獲得；稱(chēng)取0.0860 g羧甲基葡聚糖溶解于50 mL水中配制成濃度為1.0X10_2 M的羧甲基葡聚糖儲(chǔ)備液用時(shí)稀釋成5.0 X 10_3 M。取250μ? AgNO3 (0.1 Μ)溶液加入到5 mL刻度比色管中，再緩慢加入20-625μ? 0.2 M NaOH溶液且邊加邊振蕩，有沉淀生成，振蕩下逐滴滴加NH3.H2O (5%) 35-160μ?直至沉淀完全溶解，最后加二次蒸餾水配制成濃度為5.0X 10_3 M的銀氨儲(chǔ)備液；
(2)水溶性熒光銀納米簇的制備:
取0.4-4.0 mL羧甲基葡聚糖(5.0X10—3 M )滴加到50X30 mm規(guī)格的稱(chēng)量瓶中，在攪拌下于上述溶液中加入0.8-4.0 mL 5.0X 10_3 M的銀氨儲(chǔ)備液，加入二次水至溶液體積為20.0 mL，磁力攪拌器攪拌5-10 min使其充分混合均勻。常溫下將混合均勻的溶液敞口放在UVC型紫外燈下邊攪拌邊光照，光照時(shí)間為2-4小時(shí)，即可得到較強(qiáng)熒光的銀納米簇。
[0013](3)水溶性熒光銀納米簇合成條件優(yōu)化過(guò)程:
各物質(zhì)的濃度(合成溶液中的最終濃度)對(duì)合成的銀納米簇?zé)晒獾挠绊?，主要從合成的銀納米簇的熒光強(qiáng)度相對(duì)強(qiáng)弱進(jìn)行考察。
[0014]羧甲基葡聚糖的濃度對(duì)水溶性熒光銀納米簇的合成速度、尺寸、形貌、均勻性和熒光強(qiáng)度有影響，探究了羧甲基葡聚糖的濃度分別為5(^1，10(^1，50(^1，1.0 mM,5.0 mM時(shí)對(duì)銀納米簇的影響，當(dāng)濃度為100μΜ，500μΜ，1.0 mM時(shí)合成的銀納米簇的熒光強(qiáng)度較強(qiáng)，1.0mM時(shí)，合成的銀納米簇的熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，該濃度為最優(yōu)選濃度。
[0015]銀離子的濃度對(duì)水溶性熒光銀納米簇度均有影響，探索了銀離子濃度分別為0.20mM,0.30 mM,0.40 mM,0.50 mM, 1.0 mM, 5.0 mM, 10 mM時(shí)，對(duì)合成的銀納米簇的熒光強(qiáng)度的影響，當(dāng)銀離子的濃度為0.20 mM,0.30 mM,0.40 mM,0.50 mM, 1.0 mM時(shí)，熒光較強(qiáng)，當(dāng)銀離子的濃度為1.0 mM熒光最強(qiáng)，最終優(yōu)選濃度都為1.0 mM。
[0016]NaOH對(duì)合成的水溶性熒光銀納米簇的熒光強(qiáng)度、尺寸形貌也均有影響，探究了NaOH的濃度分別為0.167 mM, 1.0 mM, 5.0 mM, 10 mM,0.1 M時(shí)對(duì)合成的銀納米簇?zé)晒鈴?qiáng)度的影響，當(dāng)NaOH濃度在0.167 mM, 1.0 mM,5.0 mM時(shí)熒光強(qiáng)度較強(qiáng)，當(dāng)NaOH在整個(gè)溶液中的為5.0 mM熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，NaOH最終優(yōu)選濃度5.0禮。
[0017]探索了NH3.H2O 濃度分別為 1.87 mM, 2.67 mM, 3.74 mM,4.80 mM, 17 mM, 23.5mM,47mM時(shí)對(duì)合成的銀納米簇?zé)晒獾挠绊?，?dāng)NH3.H2O濃度為最終優(yōu)選濃度為3.74 mM,4.80mM，17 mM時(shí)熒光較強(qiáng)，當(dāng)NH3.H2O濃度為濃度為17 mM熒光最強(qiáng)。最終優(yōu)選NH3.Η20濃度為 17 mM。
[0018]圖1為合成的水溶性熒光納米簇的熒光光譜光譜圖。由圖1可知，熒光發(fā)射波長(zhǎng)在425 nm左右，激發(fā)波長(zhǎng)為250nm。制備的水溶性熒光納米簇的透射電鏡表征結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，所制備的銀納米簇粒徑較小，平均粒徑為3.0 nm且分散較好。高分辯透射電鏡結(jié)果(圖2所示)表明，合成的納米粒子晶格距離為2.2 A對(duì)應(yīng)為Ag(102)晶格。
[0019]還需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的具體實(shí)施例只是用來(lái)示例性說(shuō)明，并不以任何方式限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員可以根據(jù)上述一些說(shuō)明加以改進(jìn)或變化，但所有這些改進(jìn)和變化都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)取AgNO3溶液加入到反應(yīng)容器中，在振蕩中緩慢加入NaOH溶液，有沉淀生成后在振蕩下逐滴滴加NH3.H2O直至沉淀完全溶解，最后加二次蒸餾水，配制成濃度為5.0X10_3 M的銀氨儲(chǔ)備液； (2)取羧甲基葡聚糖滴加到稱(chēng)量瓶中，在攪拌下于上述溶液中加入銀氨儲(chǔ)備液，加入二次水至溶液體積為羧甲基葡聚糖體積的5-10倍,磁力攪拌器攪拌5-10 min使其充分混合均勻，常溫下將混合均勻的溶液敞口放在UVC型紫外燈下攪拌中光照2-4小時(shí)，即可得到較強(qiáng)熒光的銀納米簇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，步驟(I)中，所用AgNO3溶液、NaOH溶液和NH3 -H2O的濃度分別為0.1M、0.2M和5wt%，AgNO3 溶液、NaOH 溶液和 NH3.H2O 的體積配比為 250:20-625:35_160。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，步驟(2)中，所用羧甲基葡聚糖的濃度為5.0X10—3 M，羧甲基葡聚糖和銀氨儲(chǔ)備液的體積比為 0.4~4.0:0.8_4.0 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，銀氨溶液在整個(gè)合成溶液中的濃度為1.0X 10_3 M0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，羧甲基葡聚糖在整個(gè)合成溶液中的濃度為1.0XlO-3Mtj
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光照射還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，NaOH在整個(gè)溶液中的濃度為5.0X10_3M。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，NH3.H2O在整個(gè)溶液中的濃度的濃度為1.7X 10_2 M0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光還原銀氨溶液制備水溶性銀納米簇的方法，其特征在于，合成水溶性熒光銀納米簇的光照時(shí)間為4小時(shí)。
9.一種如權(quán)利要求1所述的方法制備的水溶性銀納米簇，其特征在于，光發(fā)射波長(zhǎng)為420-430 nm，激發(fā)波長(zhǎng)為250nm，粒徑平均為2.9 nm。
【文檔編號(hào)】B82Y40/00GK104174868SQ201410417437
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月24日
【發(fā)明者】龍?jiān)骑w, 符麗麗, 李春娟, 陳述 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)