专利名称：一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法
技术领域：
本发明涉及一种一维纳米材料的制备方法，尤其是一种利用植物生物质还原制备单晶银 纳米线的方法。
背景技术：
一维纳米材料，如纳米线、纳米带、纳米纤维、纳米棒、纳米管等，由于其具有独特的 光学、电学、磁学、催化等物理化学性质，因此在光导纤维、表面增强荧光光谱、表面增强 拉曼光谱(SERS)、超大规模集成电路(ULSC)、化学/生物传感器、纳米探针、纳米复合材 料等方面具有广阔的应用前景。随着光电元器件的集成化和微型化，具有优异导电和导热性 能的金属纳米线越来越受到人们的关注和重视，在众多金属中，银的导电性能最好，银纳米 线也因此成为开发的热点。目前制备银纳米线的方法较多，主要有模板制备法、溶液反应法 等。但是，以上方法在不同程度上存在着易污染环境、还原温度高、成本高、制备过程复杂 的缺点。例如，专利ZL02159098.2 (溶液反应法)在制备银纳米线的过程中使用了钛酸丁酯、 乙酰丙酮、DMF等化学试剂，不仅大大的增加了生产成本，而且会对环境造成一定的污染； 专利ZL200510060864.3 (溶液反应法)、CN1709791A (溶液反应法)、CN101220506A (溶 液反应法)制备银纳米线的温度范围分别是140 20(TC、 100 150°C、 100 200°C，存在着 制备温度较高、能耗大的缺点；专利ZL02151277.9 (模板制备法)则存在着制备工艺路线复 杂的缺点。YugangSun等人则通过引入Pt纳米颗粒作为晶种，以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为 保护剂，利用乙烯乙二醇还原硝酸银制备出高质量、高产率银纳米线[Nano Lett., 2002, 2, 165.]。这是目前制备银纳来线较为简便的方法，但该方法具有如下缺点(1)该过程使用了 易污染环境的化学试剂PVP和乙烯乙二醇；(2)还原温度相对较高(160'C); (3)以价格昂 贵的Pt纳米颗粒作为晶种，制备成本较高；(4)所得的银纳米线并非单昂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺既简便快捷，又经济环保、反应条件温和的利用植物生 物质还原制备单晶银纳米线的方法。
本发明包括以下步骤1) 将0.5 4.0g植物叶干粉加入50mL蒸馏水煮沸，冷却至室温后过滤，滤液用蒸馏水 定容至50mL，得浓度为10 80g/L的植物叶提取液；
2) 将步骤1)所得的植物叶提取液与摩尔浓度为0.5 8mmol/L的硝酸银溶液混合，置 于水浴摇床中振荡反应，得产物单晶银纳米线。
所述植物叶最好为腊肠叶等；煮沸后最好保持1 10min再冷却至室温。 按体积比，植物叶提取液硝酸银溶液最好为1 : 1,所述水浴最好为20 4(TC的恒温 水浴，摇床中振荡反应的时间最好为12 72h。
所得产物单晶银纳米线的长度一般为0.2 60|uin，平均直径一般为20 100nm。 本发明的工艺简单，除硝酸银以外无需添加其它化学试剂，反应条件温和，制备方法既 简便快捷又经济环保。制备的银纳米线在水溶液中分散性良好、稳定性高，在导电导热、抗 菌等纳米复合材料的制备、纳米器件组装、化学/生物传感器、纳米探针、表面增强荧光光谱、 表面增强拉曼光谱等光学、电学和材料学领域中具有广泛的应用价值。
图1为实施例1制备的银纳米线的透射电镜(TEM)图。在图1中，标尺为0.5pm。 图2为实施例1制备的银纳米线的选区电子衍射(SAED)图。 图3为实施例2制备的银纳米线的TEM图。 图4为实施例3制备的银纳米线的TEM图。
图5为实施例4制备的银纳米线的TEM图。在图5中，标尺为lnm。 图6为实施例5制备的银纳米线的TEM图。在图6中，标尺为500nm。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。 实施例1
准确称取2.0g研磨好的腊肠叶干粉，加50mL蒸馏水煮沸后保持5min，待煮液冷却至室 温后过滤，滤液用蒸馏水定容至50mL，得浓度为40g/L的腊肠叶提取液；取25mL该提取液 与25mL、摩尔浓度为2mmol/L的硝酸银溶液混合，置于恒温水浴摇床(30°C、 150rpm)中 振荡反应24h，即可得长度0.5 15pm，平均直径52.7nm的银纳米线。图1给出本实施例制 备的银纳米线的TEM图片，从图1中可以看出有银纳米线的生成。图2给出本实施例制备的 银纳米线的SAED图片，从图2中可以看出衍射花样是规则排列的斑点，从而证明所得的银 纳米线为单晶。
实施例220091 准确称取2.0g研磨好的腊肠叶干粉，加50mL蒸馏水煮沸后保持5min，待煮液冷却至室 温后过滤，滤液用蒸馏水定容至50mL，得浓度为40g/L的腊肠叶提取液；取50mL该提取液 与50mL、摩尔浓度为2mmol/L的硝酸银溶液混合，置于恒温水浴摇床G0'C、 150rpm)中 振荡反应48h，即可得长度0.5 30nm，平均直径85.4nm的银纳米线。图3为本实施例制备 的银纳米线的TEM图片，从图3中可以看出许多银纳米线的生成。
实施例3
准确称取2.0g研磨好的腊肠叶干粉，加50mL蒸馏水煮沸后保持5min，待煮液冷却至室 温后过滤，滤液用蒸馏水定容至50mL，得浓度为40g/L的腊肠叶提取液；取25mL该提取液 与25mL、摩尔浓度为3mmol/L的硝酸银溶液混合，置于恒温水浴摇床G(TC、 150rpm)中 振荡反应52h，即可得长度0.3 6(Him，平均直径67.6nm的银纳米线。图4为本实施例制备 的银纳米线的TEM图片，从图4中可以看出大量银纳米线的生成。
实施例4
准确称取4.0g研磨好的腊肠叶干粉，加50mL蒸馏水煮沸后保持10min，待煮液冷却至 室温后过滤，滤液用蒸馏水定容至50mL，得浓度为80g/L的腊肠叶提取液；取25mL该提取 液与25mL、摩尔浓度为8mmol/L的硝酸银溶液混合，置于恒温水浴摇床(20°C、 150rpm) 中振荡反应72h，即可得长度0.5 20pm，平均直径为50.6nm的银纳米线。图5为本实施例 制备的银纳米线的TEM图片，从图5中可以看出有银纳米线的生成。
实施例5
准确称取0.5g研磨好的腊肠叶干粉，加50mL蒸馏水煮沸后保持lmin，待煮液冷却至室 温后过滤，滤液用蒸馏水定容至50mL，得浓度为10g/L的腊肠叶提取液；取25mL该提取液 与25mL、摩尔浓度为0.5mmol/L的硝酸银溶液混合，置于恒温水浴摇床(40'C、 150rpm) 中振荡反应12h，即可得长度0.3 12pm，平均直径42.4nm的银纳米线。图6为本实施例制 备的银纳米线的TEM图片，从图6中可以看出有银纳米线的生成。
权利要求
1. 一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法，其特征在于包括以下步骤1)将0. 5～4.0g植物叶干粉加入50mL蒸馏水煮沸，冷却至室温后过滤，滤液用蒸馏水定容至50mL，得浓度为10～80g/L的植物叶提取液；2)将步骤1)所得的植物叶提取液与摩尔浓度为0.5～8mmol/L的硝酸银溶液混合，置于水浴摇床中振荡反应，得产物单晶银纳米线。
2. 如权利要求1所述的一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法，其特征在于 所述植物叶为腊肠叶。
3. 如权利要求1所述的一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法，其特征在于 煮沸后保持1 10min再冷却至室温。
4. 如权利要求1所述的一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法，其特征在于 按体积比，植物叶提取液硝酸银溶液为1:1。
5. 如权利要求1所述的一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法，其特征在于 所述水浴为20 4(TC的恒温水浴。
6. 如权利要求1所述的一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法，其特征在于 摇床中振荡反应的时间为12 72h。
全文摘要
一种利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法，涉及一种一维纳米材料的制备方法。提供一种工艺既简便快捷，又经济环保、反应条件温和的利用植物生物质还原制备单晶银纳米线的方法。将0.5～4.0g植物叶干粉加入50mL蒸馏水煮沸，冷却至室温后过滤，滤液用蒸馏水定容至50mL，得浓度为10～80g/L的植物叶提取液；将植物叶提取液与摩尔浓度为0.5～8mmol/L的硝酸银溶液混合，置于水浴摇床中振荡反应，得产物单晶银纳米线。
文档编号C30B7/14GK101498037SQ20091011090
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者尧 周, 孙道华, 李清彪, 欣 杨, 林丽芹, 王惠璇, 王文塔, 黄加乐 申请人:厦门大学