System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种双金属纳米粒子的绿色合成方法技术_技高网
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一种双金属纳米粒子的绿色合成方法技术

技术编号:41113230 阅读:1 留言:0更新日期:2024-04-25 14:04
本发明专利技术公开了一种双金属纳米粒子的绿色合成方法,包括以下步骤:S1.制备植物提取液;S2.将植物提取液加热搅拌、煮沸,得到混合液A;S3.将混合液A离心,去除沉积的生物质,收集上清液;S4.将上清液转移至反应器中,立即投加包含两种金属盐原液,继续磁力搅拌加热至沸腾保持5‑10mi n;S5.停止加热,待反应器温度降至室温,再加入上清液,继续搅拌反应,得到混合液B;S6.将混合液B经高速离心后,收集沉淀,洗涤,干燥,即得双金属纳米粒子。本发明专利技术中将植物提取液作为生物还原剂制备绿色合成双金属纳米粒子,利用植物分泌的蛋白质、酶及其他生物分子的氧化还原及催化等高性能,本发明专利技术方法工艺简单、节省能源、反应高效,是一种绿色环保合成路线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属纳米粒子,具体涉及一种双金属纳米粒子的绿色合成方法


技术介绍

1、双金属纳米颗粒是由两种不同金属元素构成的纳米尺度颗粒。这两种金属元素可以以不同的结构形式存在,包括合金、核壳结构或表面合金等。双金属纳米颗粒的独特性质和结构设计使得它们表现出了与单金属材料截然不同的性能,因此,双金属纳米颗粒在各种领域,如催化、电化学、生物医学和光学等方面具有广泛的应用潜力。

2、目前制备双金属纳米粒子主要采用物化、化学合成方法,但是这些物化和化学方法反应条件苛刻,对仪器设备的要求高,尽管有些化学方法具有一定优势,但总体上化学法制备的纳米粒子工艺复杂,成本高,且因化学试剂的使用而对环境产生二次污染,产品稳定性也有待提高,易产生二次污染等在商业应用方面仍然有一定的局限。因而,研究者及工业界正在尝试采用新一代绿色生物合成法来生产双金属纳米粒子。生物合成法是采用生物材料或生物体系天然合成纳米微粒,这些生物合成方法主要包括细菌、真菌、藻类、植物组织及萃取液等。由于植物提取液中包含大量天然代谢产物,酮,醛,多酚,酰胺,萜类化合物,羧酸等,可以将金属离子快速还原为金属纳米粒子,而且植物提取物合成方法相对于细菌或真菌合成方法相对简单,容易放大生产,产率高,可实现资源再利用,可防止和最小化废物产生,减少二次污染,正逐渐崭露头角。

3、申请号为201510824685.6的中国专利公开了一种绿色合成纳米零价铁铜双金属材料的方法及用途,将绿茶提取液作为生物还原剂制备绿色合成纳米零价铁铜双金属材料。从该专利说明书图1可以看出,该方法制备得到的纳米零价铁铜双金属材料粒径基本为100nm以上,为两种三维球性纳米粒子的叠加。

4、本专利技术基于上述技术背景,旨在开发具有一定的商业应用前景的绿色植物合成双金属纳米粒子的方法,该方法制备得到双金属纳米粒子为不同维纳米粒子的复合,这种复合结构导致更丰富的表面形貌,有助于激发双金属纳米粒子的独特性质。


技术实现思路

1、基于
技术介绍
存在的问题,本专利技术提供了一种双金属纳米粒子的绿色合成方法,通过植物提取液可实现绿色、简单、快速合成双金属纳米粒子,大大降低了材料成本。

2、本专利技术通过以下技术方案实施:

3、本专利技术一方面公开了双金属纳米粒子的绿色合成方法,包括以下步骤:

4、s1.将待提取植物捣碎转入置于磁力搅拌器的烧杯中,加入去离子水搅拌并加热,获得植物提取液;

5、s2.将步骤s1中植物提取液置于磁力搅拌器加热搅拌、煮沸5-20min,得到混合液a;

6、s3.将步骤s2中混合液a经离心机离心,去除沉积的生物质,收集上清液;

7、s4.将步骤s3中上清液转移至反应器中,立即投加包含两种金属盐原液,继续磁力搅拌加热至沸腾保持5-10min;

8、s5.停止加热,待反应器温度降至室温,再加入步骤s3中上清液,继续搅拌反应,得到混合液b;

9、s6.将步骤s5中混合液b经高速离心后,收集沉淀,经无水乙醇洗涤,真空干燥机干燥,即得双金属纳米粒子。

10、进一步地,其特征在于,步骤s1中待提取植物为柠檬皮、柠檬籽、柠檬肉、橘皮、橘肉中的任意一种或几种。

11、进一步地,步骤s1中待提取植物与去离子水的质量比为(10-30):100。

12、进一步地,步骤s1中加热为先煮沸40-80min,再将温度设定为19-60℃,保持20-40min。

13、进一步地,步骤s1中温度、ph等可根据具体条件设定,实验表明温度分别设定在19-60℃对纳米粒子产品没有明显负影响,因而不同温度范围内的操做均涵括在本
技术实现思路
之内。

14、进一步地,步骤s4中两种金属盐原液具体为水溶性铜盐、铁盐、锰盐、锌盐、镍盐中的任意两种。

15、进一步地,步骤s4中投加包含两种金属盐原液后的反应液中两种金属离子的总浓度为10-50mm。

16、进一步地,步骤s4中投加包含两种金属盐原液后的反应液中两种金属元素的摩尔比为(1-10):(1-10);在实际制备过程中,根据应用目标调节两种金属元素的配比。

17、进一步地,步骤s4中上清液和包含两种金属盐原液的体积比为(100-200):(5-20)。

18、进一步地,步骤s5中上清液的加入量与步骤s4中上清液的体积比为(0.05-0.2):1。

19、进一步地,步骤s1-6中可以通过调节不同参数和条件而获得不同粒径和形貌的双金属纳米粒子均属于本专利范畴。

20、本专利技术第二方面公开了如上述方法制备得到的双金属纳米粒子,所述双金属纳米粒子为cu-fe、cu-mn、cu-zn、cu-ni、fe-mn、fe-zn、fe-ni、mn-zn、mn-ni、zn-ni中任意一种。

21、本专利技术涉及一种绿色合成的方法,所制备的双金属纳米材料在生物医学领域具有比单金属纳米材料具有显著优势,例如用于生物修复、药物运输控制、细胞标记、生物传感器等方面具有很大的应用前景。此外,双金属比单元金属纳米粒子更好的物理性能(光学、催化活性、电学、磁学及热学性能),在工业催化、巨磁阻感应以及纳米吸附剂、光催化等环境治理领域也有较大的应用潜力。

22、本专利技术的有益效果:

23、1.本专利技术中将植物提取液作为生物还原剂制备绿色合成双金属纳米粒子,利用植物分泌的蛋白质、酶及其他生物分子的氧化还原及催化等高性能,本专利技术方法工艺简单、节省能源、反应高效,是一种绿色环保合成路线。

24、2.本专利技术制备双金属纳米粒子的合成工艺稳定,在规定的操作条件范围内受工艺参数相对其它生物菌种影响较小。

25、3.本专利技术方法制备得到的双金属纳米粒子极小,基本为10-20nm。本专利技术制备得到的双金属纳米粒子是一维短纳米棒负载三维球状纳米粒子结构,该结构增加了材料的表面积,有助于提高反应活性,在催化和其它表面反应中具有较大的应用潜力。本专利技术中将不同形状和维度材料结合可以使得复合材料具备多功能性,如一维短纳米帮具有良好的导电性,三维球状纳米粒子可能在催化反应中具有优越性和稳定性,将两者结合可以在单一结构中实现多种功能;同时,一维和三维结构形成了异质结构,表现出协同效应,可以改善双金属纳米粒子的性能,如电导率、光学性能等。

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【技术保护点】

1.一种双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S1中待提取植物为柠檬皮、柠檬籽、柠檬肉、橘皮、橘肉中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S1中待提取植物与去离子水的质量比为(10-30):100。

4.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S1中加热为先煮沸40-80min,再将温度设定为19-60℃,保持20-40min。

5.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S4中两种金属盐原液具体为水溶性铜盐、铁盐、锰盐、锌盐、镍盐中的任意两种。

6.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S4中投加包含两种金属盐原液后的反应液中两种金属离子的总浓度为10-50mM。

7.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S4中投加包含两种金属盐原液后的反应液中两种金属元素的摩尔比为(1-10):(1-10)。

8.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S4中上清液和包含两种金属盐原液的体积比为(100-200):(5-20)。

9.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤S5中上清液的加入量与步骤S4中上清液的体积比为(0.05-0.2):1。

10.一种如权利要求1-9任一所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法制备得到的双金属纳米粒子,其特征在于,所述双金属纳米粒子为Cu-Fe、Cu-Mn、Cu-Zn、Cu-Ni、Fe-Mn、Fe-Zn、Fe-Ni、Mn-Zn、Mn-Ni、Zn-Ni中任意一种。

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【技术特征摘要】

1.一种双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤s1中待提取植物为柠檬皮、柠檬籽、柠檬肉、橘皮、橘肉中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤s1中待提取植物与去离子水的质量比为(10-30):100。

4.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤s1中加热为先煮沸40-80min,再将温度设定为19-60℃,保持20-40min。

5.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤s4中两种金属盐原液具体为水溶性铜盐、铁盐、锰盐、锌盐、镍盐中的任意两种。

6.根据权利要求1所述的双金属纳米粒子的绿色合成方法,其特征在于,步骤s4中投加包含两种金属盐原液后...

【专利技术属性】
技术研发人员:周颖胡吉丹王丹
申请(专利权)人:湖州学院
类型:发明
国别省市:

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