专利名称：一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种微纳米氧化银，尤其是涉及一种通过改变反应物的浓度实现微纳米氧化银的形状及尺寸可控生长的方法。
背景技术：
各向异性是单晶的基本性质之一，由于不同的晶面具有不同的原子堆积密度，展现出不同的性质，因此对同一种纳米材料，控制其形貌和裸露表面即可调控它的某些物理化学性质。同时物质进入微纳米尺度后，许多性质发生了变化。例如，纳米SiC与大块材料相比其吸收光谱存在“蓝移”现象，而纳米NiO与大块材料相比其吸收光谱存在“红移”现象。近几十年来，已有许多方法用于控制纳米材料的尺度和形貌等，但要有效地控制纳米材料的形貌和尺寸，仍是一项具有挑战性和重要意义的工作。
氧化银(Ag2O)粉末呈棕黑色，禁带宽度为2.25eV，见光逐渐分解，潮湿时易吸收二氧化碳；它广泛应用于催化剂、净水剂、防腐剂、扣式电池、电子元器件料和玻璃着色剂等方面，是一种重要的化学试剂。目前较为通用的制备氧化银的方法主要有化学沉淀法(Banerjee，S.，Maity，A.K.，and Chakravorty，D.，J.Appl.Phys.，2000，87，8541)和电化学沉积法(Murray，B.J.，Li，Q.，Penner，R.M.，et al.，Nano Letters.，2005，5，2319)。化学沉淀法主要是通过氢氧化钡或氢氧化钠使硝酸银沉淀，制得氧化银纳米颗粒，虽然这种方法制得的颗粒尺寸很小，但是分散性不好，颗粒大小不均匀；而由于在实际工业应用中，不同的行业要求的颗粒尺寸不同，如在电池行业方面要求大颗粒，而在化工催化方面要求小颗粒，因此这种方法制得的氧化银颗粒难以达到不同行业的要求。电化学沉积法主要是以银线为工作电极，通过改变工作电压，制得不同形状的氧化银颗粒，虽然它可以通过控制沉积时间来控制颗粒的尺寸，但是产量低，从而限制了它的实际应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从整体改变反应物的浓度，实现氧化银微纳米晶体的形貌和尺寸的可控生长的方法，即一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法。
本发明的步骤如下1)将硝酸银和氨水按1∶(0.2～10)的摩尔比混合，得硝酸银和氨水的混合物A。
2)在混合物A中加入氢氧化钠至混合物A产生沉淀，搅拌后，静置得混合物B。
3)将混合物B离心，沉淀物依次用水和乙醇各清洗至少1次，即得目标产物。
其中硝酸银和氨水的最佳摩尔比是1∶2。所述的搅拌可采用磁力搅拌器。所述的清洗最好依次用水和乙醇各清洗3次。
由于本发明通过对反应物浓度的调控实现微纳米氧化银形状和尺寸的可控生长，因此本发明具有以下突出的优点1)具有可控性。通过改变反应物的浓度，改变了晶核附近可参与晶核长大的单体的浓度，从而改变了晶体的大小。2)在不同条件下所得产物形貌不尽相同，但在相同条件(反应物的浓度和摩尔比相同)下所得产物形貌单一，实现了形貌可控。3)与其它控制尺寸和形状的方法相比，该方法操作简单，需要工序少。4)所需设备简单，可操作性强。
图1为本发明实施例当硝酸银和氨水的摩尔比为1∶1.6，硝酸银为0.042g，氨水浓度为0.053M，体积为7.5ml时所得样品的X射线衍射图。在图1中，横坐标为衍射角2Theta(dagree)，纵坐标为X射线衍射强度Intensity(a.u.)，衍射面的衍射峰从左至右依次为氧化银(111)，(200)，(220)，(311)的衍射峰。
图2为本发明实施例当硝酸银和氨水的摩尔比为1∶1.6，硝酸银为0.042g，氨水浓度为0.053M，体积为7.5ml时所得样品的SEM图。在图2中，标尺为2μm。
图3为本发明实施例当硝酸银和氨水的摩尔比为1∶10，硝酸银为0.042g，氨水浓度为0.33M，体积为7.5ml时所得样品的SEM图。在图3中，标尺为200nm。
图4为本发明实施例所得样品的SEM图。图a为硝酸银和氨水的摩尔比为1∶2，硝酸银为0.169g，氨水浓度为0.267M，体积为7.5ml时所得样品的SEM图；图b为硝酸银和氨水的摩尔比为1∶4，硝酸银为0.084g，氨水浓度为0.267M，体积为7.5ml时所得样品的SEM图；图c为硝酸银和氨水的摩尔比为1∶4，硝酸银为0.004g，氨水浓度为0.013摩尔每升，体积为7.5ml时所得样品的SEM。在图4中，标尺为2μm。
图5为本发明实施例所得样品的SEM图。图a为硝酸银和氨水的摩尔比为1∶2，硝酸银为0.042g，氨水浓度为0.06M，体积为7.5ml时所得样品的SEM图；图b为硝酸银和氨水的摩尔比为1∶2，硝酸银为0.021g，氨水浓度为0.03M，体积为7.5ml时所得样品的SEM图；图c为硝酸银和氨水的摩尔比为1∶2，硝酸银为0.004g，氨水浓度为0.006M，体积为7.5ml时所得样品的SEM图；图d为硝酸银和氨水的摩尔比为1∶2，硝酸银为0.0008g，氨水浓度为0.0006M，体积为15ml时所得样品的SEM图。在图5中，标尺为2μm。
具体实施例方式
实施例1将0.042g硝酸银加入到7.5ml 0.053M的氨水中，搅拌5min得悬浊液；将0.25M 0.25ml氢氧化钠加入到悬浊液中，搅拌5min，静置2天得混合物。将混合物离心洗涤，得到最终产物。产物经XRD，SEM表征为氧化银八面体结构。如图1和2所示。
实施例2将0.042g的硝酸银加入到7.5ml 0.06M的氨水中，搅拌5min得微量氧化银和银氨溶液的混合物。将2M 0.25ml氢氧化钠加入到上述液中搅拌1min，静置5min。将混合物离心洗涤得目标产物。产物经SEM表征为氧化银八面体结构，如图2所示。
实施例3将0.042g的硝酸银加入到7.5ml 0.33M的氨水中，搅拌6min得银氨溶液；将饱和的氢氧化钠0.25ml加入到银氨溶液中，搅拌5min，静置12h，将混合物离心洗涤，得目标产物，形貌如图3所示。
实施例4将0.170g硝酸银加入到7.5ml 0.27M的氨水中，搅拌1min，得到银氨溶液。将6M 0.25ml氢氧化钠加入到银氨溶液中，氢氧化钠加入后立即停止搅拌，将混合物离心洗涤得目标产物。产物经SEM表征为氧化银八面体结构，如图4a所示，从图中可以看出颗粒的尺寸约为2μm。
实施例5将0.085g硝酸银加入到7.5ml 0.267M的氨水中，搅拌5min，得到银氨溶液。将4M 0.25ml氢氧化钠加入到银氨溶液中，氢氧化钠加入后立即停止搅拌，将混合物离心洗涤，得目标产物。产物经SEM表征为氧化银十二面体结构，如图4b所示。
实施例6将0.004g硝酸银加入到7.5ml 0.013M的氨水中，搅拌5min。将4M0.25ml氢氧化钠滴加到银氨溶液中，搅拌5min，静置12h。将混合物离心洗涤得到最终产物。产物经SEM表征为氧化银表面有凹坑的立方体结构。如图4c所示。
实施例7将0.042g硝酸银加入到7.5ml 0.067M的氨水中，搅拌5min，得到无色透明的银氨溶液。将2M 0.25ml氢氧化钠滴加到银氨溶液中，搅拌5min，静置。将混合物离心洗涤得最终产物。产物经SEM表征为氧化银八面体结构，如图5a所示，从图中可以看出颗粒的尺寸约为1μm。
实施例8将0.021g硝酸银加入到7.5ml 0.035M的氨水中，搅拌10min，得到银氨溶液。将4M 0.25ml氢氧化钠滴加到银氨溶液中，搅拌5min，静置。将混合物离心，倒去上层清液，把所得的沉淀分别用蒸馏水和无水乙醇各清洗3次，最后将产物分散在无水乙醇中。产物经SEM表征为氧化银削角八面体结构，如图5b所示。
实施例9将0.004g硝酸银加入到7.5ml 0.007M的氨水中，搅拌5min，得到无色透明的银氨溶液。将1M 0.25ml氢氧化钠滴加到银氨溶液中，搅拌5min，静置。将混合物离心洗涤，得最后产物。产物经SEM表征为氧化银立方体结构，如图5c所示。
实施例10将0.4mg硝酸银加入到7.5ml 0.7mM的氨水中，搅拌5min，形成均匀的银氨溶液。将1M 0.25ml氢氧化钠滴加到银氨溶液中，搅拌5min，静置。将混合物离心洗涤，得最终产物。产物经SEM表征为氧化银立方体结构，如图5d所示，从图中可以看出颗粒的尺寸在200nm左右。
实施例11将0.042g硝酸银加入到7.5ml 6.7mM的氨水中得悬浊液，将悬浊液离心洗涤，得到最终产物。产物形貌如图2所示。
从上面的实施例可以看出，当硝酸银和氨水的摩尔比为1∶2，氨水的浓度从0.27M降到0.7mM时，颗粒的尺寸从2μm减小到200nm左右，颗粒的尺寸得到了控制；在硝酸银和氨水一系列的浓度和比例改变过程中，出现了八面体、削角八面体、立方体、十二面体和表面有凹坑的立方体。
权利要求
1.一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法，其特征在于其步骤为1)将硝酸银和氨水按1∶0.2～10的摩尔比混合，得硝酸银和氨水的混合物A；2)在混合物A中加入氢氧化钠至混合物A产生沉淀，搅拌后，静置得混合物B；3)将混合物B离心，沉淀物依次用水和乙醇各清洗至少1次，即得目标产物。
2.如权利要求1所述的一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法，其特征在于硝酸银和氨水按1∶2的摩尔混合。
3.如权利要求1所述的一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法，其特征在于所述的搅拌是采用磁力搅拌器搅拌。
4.如权利要求1所述的一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法，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
一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法，涉及一种微纳米氧化银，尤其是涉及一种通过改变反应物的浓度实现微纳米氧化银的形状及尺寸可控生长的方法。提供一种从整体改变反应物的浓度，实现氧化银微纳米晶体的形貌和尺寸的可控生长的方法，即一种微纳米氧化银的形状及尺寸可控的制备方法。将硝酸银和氨水按1∶(0.2～10)的摩尔比混合，得硝酸银和氨水的混合物A。在混合物A中加入氢氧化钠至混合物A产生沉淀，搅拌后，静置得混合物B。将混合物B离心，沉淀物依次用水和乙醇各清洗至少1次，即得目标产物。
文档编号B82B3/00GK101054199SQ20071000879
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月4日 优先权日2007年4月4日
发明者武慧芳, 谢兆雄, 徐韬, 周樨, 郑兰荪 申请人:厦门大学