一种纳米银颗粒及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种纳米银颗粒及其制备方法和用途，所述纳米银颗粒的制备方法包括将银氨溶液和保护剂分散液混合，之后加入还原剂进行混合反应，得到所述纳米银颗粒；其中，所述还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合，本发明专利技术采用上述方法制备得到的纳米银颗粒具有粒径小、粒径分布窄的特点，本发明专利技术所述方法通过一步反应制备纳米银颗粒，反应体系简单，能使用温度调节控制纳米银颗粒的粒径，能够用于纳米银粒子批量化生产。

A nano silver particle and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种纳米银颗粒及其制备方法和用途
本专利技术属于金属纳米材料领域，涉及一种纳米银颗粒及其制备方法和用途。
技术介绍
在各种纳米金属中，纳米银基于其粒径、结构而呈现的不同寻常的光学的、电学的、化学的特性引起了科学界的广泛关注，而其优异的特性为相应技术应用打开了探索之门。在过去的二十多年里，关于纳米银粒度、形貌控制的研究已有大量报道。一般而言，纳米银的主要制备方法包括在有保护剂的情况下对Ag+进行化学还原、在有机溶剂中进行热降解、在反胶束中化学或光学还原等。利用这些办法，包括球状、八面体、四面体、六边形、立方体、线形、同轴线形、片状、带状的纳米银都可以被制备出来。化学还原法是纳米银粉制备的常用方法，在有机或无机溶剂中加入银盐，向溶液中加入适量的还原剂，将银离子还原为小晶核，经过小晶核的聚集，生长成为一定粒径的银颗粒，保护剂在表面形成一层有机物层，使颗粒之间保持单分散，防止进一步长大。不过由于颗粒之间有一定厚度的保护剂和一定尺寸的空隙，所以烧结后的性质永远不会超越块状金属本身。CN103769603A公开了一种纳米银的制备方法，该方法以生物分子为模板，利用AgNO3溶液提供银离子，调控合成出具有球形形貌的银纳米粒子，该方法虽然成本低、绿色环保无污染，但制备工艺较为复杂，且结果不稳定。CN106623971A公开了一种稳定银纳米颗粒的合成方法，其采用还原剂和硝酸银的混合溶液来合成稳定纳米银颗粒，其包括将银源和有机胺溶液混合得到混合液和纳米银颗粒的合成两个步骤，以硝酸银为银源，水合肼或硼氢化钠为还原剂，有机胺为保护剂，此方案存在步骤繁琐，且不容易控制，产率不高，反应物的种类多，反应副产物多，后处理工艺复杂，增加了生产成本。因此，开发一种反应体系简单，制备得到的纳米银颗粒的粒径小，粒径分布范围窄，且适于批量化制备的纳米银颗粒的制备方法仍具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米银颗粒及其制备方法和用途，所述纳米银颗粒的制备方法包括将银氨溶液和保护剂分散液混合，之后加入还原剂进行混合反应，得到所述纳米银颗粒；其中，所述还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合，本专利技术采用上述方法制备得到的纳米银颗粒具有粒径小、粒径分布窄的特点，本专利技术所述方法通过一步反应制备纳米银颗粒，反应体系简单，能使用温度调节控制纳米银颗粒的粒径，能够用于纳米银粒子批量化生产。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种纳米银颗粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将银氨溶液和保护剂分散液混合，得到混合溶液；(2)将还原剂分散液加入步骤(1)的混合溶液中，进行反应，得到所述纳米银颗粒；其中，步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合，所述组合示例性的包括抗坏血酸和葡萄糖的组合、柠檬酸和草酸的组合或甲酸和葡萄糖的组合等。本专利技术所述方法将还原剂分散液加入银氨溶液和保护剂分散液的混合溶液中进行反应，仅一步反应得到粒径小、且粒径分布窄的纳米银颗粒，所得纳米银颗粒的粒径分布于10-120nm之间，均一度高，不易团聚。且制备过程中能通过调节反应温度，对制备得到的产物的形貌和粒径进行调控，增加制备过程的可控性。本专利技术所述方法采用上述还原剂，其均具有较温和的还原能力，同时，其还原能力与温度有很大的关系，能在较低温度下进行反应，从而避免高温反应加速奥斯瓦尔德熟化造成的纳米银颗粒的粒径增加；本专利技术所述方法采用上述还原剂并结合合适的反应温度(0-60℃)，能很好的控制纳米银晶核的形成速度和生长速度，得到不同尺寸的形貌均一、分散性良好的纳米银颗粒。优选地，步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂为抗坏血酸。本专利技术采用抗坏血酸作为还原剂，其结构简单，还原能力适宜，有利于形貌的控制。优选地，步骤(1)所述银氨溶液的配置方法包括将硝酸银分散在水中，得到硝酸银溶液，之后加入氨水，得到银氨溶液。优选地，所述氨水的浓度为15-20％，例如16％、17％、18％或19％等。优选地，所述硝酸银溶液中硝酸银的质量百分含量为2-12％，例如3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％或11％等，优选为4-6％。优选地，步骤(1)所述保护剂分散液中的保护剂包括十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、油酸、聚乙二醇、正十二硫醇、聚丙烯酸或月桂酸中的任意一种或至少两种的组合；所述组合示例性的包括十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮的组合、聚乙烯醇和油酸的组合、聚乙二醇和正十二硫醇的组合或聚丙烯酸和月桂酸的组合等，优选为聚乙烯吡咯烷酮。本专利技术采用聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂，其成本低，且后续经洗涤处理后残余量小。优选地，步骤(1)所述保护剂分散液中保护剂的质量百分含量为2-10％，例如3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等。优选地，步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与所述保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4)，例如，1:0.3、1:0.5、1:0.7、1:1、1:1.1、1:1.3、1:1.5或1:1.8等，优选为1:(0.5-2)。本专利技术所述方法的制备过程中银氨溶液中硝酸银的质量与保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4)，其在纳米银颗粒的制备过程产生空间位阻作用，从而抑制银颗粒的团聚和长大，从而得到粒径小、且粒径分布范围窄的纳米银颗粒。当其质量之比＜1:4时，保护剂浓度不够，对晶面吸附保护不足，容易产生银纳米线、纳米棒，当其质量之比＞1:0.25时，保护剂用量继续增加对粒径的影响不大，洗涤处理后残余量增大。优选地，步骤(1)所述保护剂分散液的溶剂为水和/或乙醇；优选为水。优选地，步骤(2)所述还原剂分散液的溶剂为水和/或乙醇，优选为水。优选地，所述还原剂分散液中还原剂的质量百分含量为10-20％，例如11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％或19％等。本专利技术中使用的还原剂分散液中还原剂的质量百分含量为10-20％，其有利于控制反应过程中银颗粒的成核过程，增加制备过程的可控性，从而有利于获得粒径小，且粒径分布窄的纳米银颗粒；而当还原剂分散液中还原剂的质量百分含量＜10％时，反应不充分，银离子没有被完全还原，当还原剂分散液中还原剂的质量百分含量＞20％时，还原剂过量导致银离子被快速还原为单质，造成纳米粒子团聚。优选地，步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂的质量之比为1:(0.1-0.3)，例如1:0.15、1:0.2或1:0.25等。优选地，步骤(2)中还原剂分散液的加入方式为滴加。优选地，步骤(2)所述进行反应的温度为0-60℃，例如5℃、10℃、20℃、30℃、40℃或50℃等。本专利技术所述方法中加入还原剂分散液进行反应的温度为0-60℃，其在较低温度下能还原银氨溶液中银离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米银颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)将银氨溶液和保护剂分散液混合，得到混合溶液；/n(2)将还原剂分散液加入步骤(1)的混合溶液中，进行反应，得到所述纳米银颗粒；/n其中，步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米银颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将银氨溶液和保护剂分散液混合，得到混合溶液；
(2)将还原剂分散液加入步骤(1)的混合溶液中，进行反应，得到所述纳米银颗粒；
其中，步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂为抗坏血酸；
优选地，步骤(1)所述银氨溶液的配置方法包括将硝酸银分散在水中，得到硝酸银溶液，之后加入氨水，得到银氨溶液；
优选地，所述硝酸银溶液中硝酸银的质量百分含量为2-12％，优选为4-6％。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述保护剂分散液中的保护剂包括十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、油酸、聚乙二醇、正十二硫醇、聚丙烯酸或月桂酸中的任意一种或至少两种的组合；优选为聚乙烯吡咯烷酮；
优选地，步骤(1)所述保护剂分散液中保护剂的质量百分含量为2-10％；
优选地，步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与所述保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4)，优选为1:(0.5-2)。


4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述保护剂分散液的溶剂为水和/或乙醇；优选为水；
优选地，步骤(2)所述还原剂分散液的溶剂为水和/或乙醇，优选为水；
优选地，所述还原剂分散液中还原剂的质量百分含量为10-20％。


5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂的质量之比为1:(0.1-0.3)；
优选地，步骤(2)中还原剂分散液的加入方式为滴加；
优选地，步骤(2)所述进行反应的温度为0-60℃，优选为0-10℃；
优选地，步骤(2)中进行反应的时间为0.5-6h；
优选地，步骤(2)中还原剂分散液加入的过程中伴随搅拌；
优选地，所述搅拌的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，郝放，朱朋莉，胡友根，梁先文，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44