一种高分散球形纳米银的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高分散球形纳米银的制备方法，具体来说是在添加表面活性剂的情况下利用辅助剂的双还原剂还原硝酸银来制备高分散球形纳米银的方法。
【背景技术】
[0002]纳米银是一种新兴的功能材料，有着较高的比表面积，导电率高，表面活性较好，光学性质优良，被广泛用作催化剂材料、防静电材料、表面增强拉曼散射和生物传感器材料等。另外，纳米银在医药抗菌、除臭、数据储存、磁性器件等方面也具有优良的性能。由于银纳米颗粒的上述性能与颗粒的尺寸/形貌紧密相关，因此如何简便、高效地获得尺寸/形貌稳定、均匀的纳米银颗粒是其广泛应用的关键。目前，使用多元醇法、微波辅助法、模板法、电化学法等方法已经制备出不同形貌的纳米银粒子，如棒、线、片、多面体树枝状、球等。从实际应用出发，球形的银纳米颗粒最为稳定。在无数合成球形纳米银的方法中，大多数采用有机溶剂才能制备高分散球形纳米银，但是有机溶剂不利于他们在生物等领域的应用。柠檬酸钠是一种生物相容性配体，并且容易被其他生物分子、抗体等替换以实现多功能的表面修饰，因此由柠檬酸钠配体稳定的球形纳米银具有广阔的应用前景。
[0003]目前，使用柠檬酸钠还原可溶性银盐来制备纳米银颗粒的方法较多，但大多数方法是用来制备片、棒等，制备高分散球形银纳米颗粒的成功案例较少。尽管有的文献中，在水相中制备出球形纳米银颗粒，但是由于银纳米颗粒的特性，使其在水中的活性较高，极容易造成银纳米颗粒的团聚从而降低其使用价值。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种在水相中合成高分散球形纳米银颗粒的制备方法，该制备方法可以制备具有高分散性、稳定性好、单分散的球形银纳米颗粒，并且该方法操作简单，成本较低。
[0005]—种分散球形纳米银的制备方法，该制备方法包括以下步骤:
(1)使用二次去离子水将所需原料可溶性银盐硝酸银、柠檬酸钠、氯化钠、抗坏血酸、PVP分别配制成摩尔浓度为(2-6)mM硝酸银溶液、(2-7)mM柠檬酸钠溶液、(10_30)mM氯化钠溶液、(0.025-0.2) Μ抗坏血酸溶液、0.2Μ PVP溶液；
(2)按摩尔比(2-15): (8-16): (4-16): (5-20):160的比例分别称取称取硝酸银溶液、柠檬酸钠溶液、氯化钠溶液、抗坏血酸溶液、PVP溶液；
(3)将抗坏血酸溶液及PVP溶液加入到正在水浴的二次去离子水中混合水浴l_3min，将银盐溶液、柠檬酸钠溶液、氯化钠溶液按一定比例混合搅拌3-8min后迅速加入到正在水浴的含有抗坏血酸和PVP溶液的二次去离子水中；
(4)保持水浴温度不变，加热搅拌(60-90)min后迅速冷去至室温，经高速离心洗涤三次，即可获得高分散球形纳米银。
【附图说明】
[0006]图1为实施案例1所得的高分散球形纳米银的透射电镜照片。
[0007]图2为图1制备所得球形纳米银的紫外-可见光吸收光谱图。
[0008]图3为实施案例5所得的高分散球形纳米银的透射电镜照片。
[0009]图4为图3制备所得球形纳米银的紫外-可见光吸收光谱图。
【具体实施方式】
[0010]实施案例1
首先将所用的玻璃器皿(250ml、50ml烧杯)用超声清洗仪清洗，然后用去离子水及无水乙醇冲洗吹干后备用。使用二次去离子水将所需原料硝酸银、柠檬酸钠、氯化钠、抗坏血、PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分别配制成溶液，其中硝酸银溶液的浓度为3mM，柠檬酸钠溶液的浓度为2mM，氯化钠的浓度为40mM，抗坏血酸浓度为0.05M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)浓度为0.2M。将97ml 二次去离子水加入到250ml烧杯中并将其放入水浴锅中控制水浴温度在90°C加热一段时间。将0.lml抗坏血酸溶液(50mM)和2.5ml PVP (0.2M)加入到正在水浴加热的二次去离子水中并加热lmin。然后将0.5ml硝酸银溶液(3mM)加入到含2.3ml去离子水的50ml烧杯中搅拌，而后加入2ml梓檬酸钠溶液(2mM)、0.2ml氯化钠溶液(40mM)，搅拌混合4min后迅速倒入正在水浴加热含有抗坏血酸和PVP的二次去离子水中。最后保持水浴温度在90°C加热60min，而后迅速将其冷却至室温，经高速离心洗涤三次，即可获得高分散的球形纳米银，球形纳米银的透射电镜照片如图1所示，紫外-可见光吸收光谱图如2所示。
[0011]实施案例2
本实施案例与实施案例的不同之处在于硝酸银的浓度为2mM，其余条件均与实施案例1相同，同样可获得高分散的球形纳米银。
[0012]实施案例3
本实施案例与实施案例的不同之处在于硝酸银的浓度为4mM，其余条件均与实施案例1相同，同样可获得高分散的球形纳米银。
[0013]实施案例4
本实施案例与实施案例的不同之处在于硝酸银的浓度为6mM，其余条件均与实施案例1相同，同样可获得高分散的球形纳米银。
[0014]实施案例5
首先将所用的玻璃器皿(250ml、50ml烧杯)用超声清洗仪清洗，然后用去离子水及无水乙醇冲洗吹干后备用。使用二次去离子水将所需原料硝酸银、柠檬酸钠、氯化钠、抗坏血酸、PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分别配制成溶液，其中硝酸银溶液的浓度为6mM，柠檬酸钠溶液的浓度为4mM，氯化钠的浓度为40mM，抗坏血酸浓度为0.05M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)浓度为0.2M。将97ml 二次去离子水加入到250ml烧杯中并将其放入水浴锅中控制水浴温度在100°C加热一段时间。将0.15ml抗坏血酸溶液(50mM)和2.0ml PVP (0.2M)加入到正在水浴加热的二次去离子水中并加热2min。然后将0.5ml硝酸银溶液(6mM)加入到含2.3ml去离子水的50ml烧杯中搅拌，而后加入2ml柠檬酸钠溶液(4mM)、0.2ml氯化钠溶液(40mM)，搅拌混合6min后迅速倒入正在水浴加热含有抗坏血酸和PVP的二次去离子水中。最后保持水浴温度在100°c加热60min，而后迅速将其冷却至室温，经高速离心洗涤三次，即可获得高分散的球形纳米银，球形纳米银的透射电镜照片如图3所示，紫外-可见光吸收光谱图如4所示。
[0015]实施案例6
实施案例与实施案例的不同之处是柠檬酸钠的浓度为5mM，其余条件均与实施案例5相同，同样可获得高分散的球形纳米银。
[0016]实施案例7
首先将所用的玻璃器皿(250ml、50ml烧杯)用超声清洗仪清洗，然后用去离子水及无水乙醇冲洗吹干后备用。使用二次去离子水将所需原料硝酸银、柠檬酸钠、氯化钠、抗坏血酸、PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分别配制成溶液，其中硝酸银溶液的浓度为6mM，柠檬酸钠溶液的浓度为4mM，氯化钠的浓度为10mM，抗坏血酸浓度为0.05M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)浓度为0.2M。将100ml 二次去离子水加入到250ml烧杯中并将其放入水浴锅中控制水浴温度在100°C加热一段时间。将0.lml抗坏血酸溶液(50mM)加入到正在水浴加热的二次去离子水中并加热2min。然后将0.5ml硝酸银溶液(6mM)加入到含5ml去离子水的50ml烧杯中搅拌，而后加入2ml柠檬酸钠溶液(4mM)、0.2ml氯化钠溶液(40mM)和2ml PVP溶液(0.2M)，搅拌混合8min后迅速倒入正在水浴加热含有抗坏血酸的二次去离子水中。最后保持水浴温度在100°C加热90min，而后迅速将其冷却至室温，经高速离心洗涤三次，即可获得高分散的球形纳米银。
[0017]实施案例8
实施案例与实施案例的不同之处是氯化钠的浓度为30mM，其余条件均与实施案例7相同，同样可获得高分散的球形纳米银。
[0018]实施案例9
首先将所用的玻璃器皿(250ml、50ml烧杯)用超声清洗仪清洗，然后用去离子水及酒精冲洗吹干后备用。使用二次去离子水将所需原料硝酸银、柠檬酸钠、氯化钠、抗坏血酸、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)分别配制成溶液，其中硝酸银溶液的浓度为6mM，柠檬酸钠溶液的浓度为4mM，氯化钠的浓度为40mM，抗坏血酸浓度为0.025M，PVP (聚乙烯吡咯烷酮)浓度为0.2M。将90ml 二次去离子水加入到250ml烧杯中并将其放入水浴锅中控制水浴温度在100°C加热一段时间。将0.lml抗坏血酸溶液(0.025mM)和0.5ml PVP溶液(0.2M)加入到正在水浴加热的二次去离子水中并加热30秒。然后将0.5ml硝酸银溶液(6mM)加入到含5ml去离子水的50ml烧杯中搅拌，而后加入2ml梓檬酸钠溶液(4mM)、0.3ml氯化钠溶液(40mM)，搅拌混合5min后迅速倒入正在水浴加热含有抗坏血酸和PVP的二次去离子水中。最后保持水浴温度在100°C加热70min，而后迅速将其冷却至室温，经高速离心洗涤三次，即可获得高分散的球形纳米银。
【主权项】
1.一种高分散球形纳米银的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)使用二次去离子水将所需的原料可溶性银盐硝酸银、还原剂柠檬酸钠及抗坏血酸、辅助剂氯化钠、表面活性剂PVP (聚乙烯吡咯烷酮)分别配制成摩尔浓度为(2-6)mM硝酸银溶液、(2-7) mM柠檬酸钠溶液、(10-30) mM氯化钠溶液、(0.025-0.2) Μ抗坏血酸溶液、0.2ΜPVP (聚乙烯吡咯烷酮)溶液； (2)按摩尔比(2-15):(8-16):(4-16):(5-20):160的比例分别称取称取银盐溶液、柠檬酸钠溶液、氯化钠溶液、抗坏血酸溶液、PVP溶液； (3)将抗坏血酸溶液及PVP(聚乙烯吡咯烷酮)溶液加入到正在水浴的二次去离子水中混合水浴l_3min，将硝酸银溶液、柠檬酸钠溶液、氯化钠溶液按一定比例混合搅拌3-8min后迅速加入到正在水浴的含有抗坏血酸溶液的二次去离子水中； (4)保持水浴温度不变，加热搅拌(60-90)min后迅速冷去至室温，经高速离心洗涤三次，即可获得高分散球形纳米银。
【专利摘要】本发明公开了一种高分散球形纳米银的制备方法，具体包括以下步骤：（1）使用二次去离子水将所需的原料可溶性银盐硝酸银、还原剂柠檬酸钠及抗坏血酸、辅助剂氯化钠、表面活性剂PVP（聚乙烯吡咯烷酮）配制成溶液；（2）按摩尔比(2-15)：（8-16）：（4-16）：（5-20）：160的比例分别称取硝酸银溶液、柠檬酸钠溶液、氯化钠溶液、抗坏血酸溶液、PVP溶液；（3）将抗坏血酸溶液和PVP溶液加入到正在水浴的二次去离子水中混合水浴1-3min，将硝酸银溶液、柠檬酸钠溶液、氯化钠溶液按一定比例混合搅拌4-8min后迅速加入到正在水浴的含有抗坏血酸及PVP溶液的二次去离子水中；（4）保持水浴温度不变，加热搅拌1h后迅速冷却至室温，经高速离心洗涤三次，即可获得高分散球形纳米银。本发明制备方法简单、易操作，所得球形纳米银颗粒分散均匀、稳定性好、球形产率较高的优点。
【IPC分类】B22F1/00, B22F9/24, B82Y40/00, B82Y30/00
【公开号】CN105252019
【申请号】CN201510805813
【发明人】刘宗明, 王文志, 李金凯
【申请人】济南大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月20日