一种纳米银颗粒的制备方法技术

本发明专利技术提供一种纳米银颗粒的制备和分离方法。先配制ＡｇＮＯ３与其络合剂的混合水溶液，再加入一定量的表面活性剂，并调节体系的ｐＨ值，搅拌使所加入的表面活性剂完全溶解，再在剧烈的搅拌下向上述溶液中逐滴滴加还原剂，控制反应温度在室温，还原剂滴加完毕后，再继续搅拌至反应结束，即得纳米银溶胶；用ｐＨ值调节剂将纳米银溶胶的ｐＨ值调至微酸性或中性（ｐＨ＝２－７），析出固体，将其分离，此后用有机溶剂洗涤该固体，再次分离，可得到“湿”的纳米银颗粒，经真空干燥即得本发明专利技术所制备的纳米银颗粒。所述方法制备的纳米银颗粒粒径小（小于５０ｎｍ），制备过程反应条件温和（室温）、后续分离步骤简单（不需要采用离心分离）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料的制备领域，具体涉及。
技术介绍
纳米金属颗粒由于具有小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应而显示出与块体材 料不同的热、光、电、磁、催化等性能，因此其在光电子学、催化、化学传感器、磁性材料、生活 医学等领域具有潜在的应用前景。银是所有金属中导电性最好的一种金属(电导率为6. 62X 105S cnT1)，是价格最 便宜的贵金属，而且又具有良好的化学惰性。因此无论是块体金属银还是各种形状(片状、 球状等)和尺寸(微米、亚微米、纳米等)的银颗粒都得到了非常广泛的应用。关于纳米银颗粒的制备方法，大体可以分为物理法和化学法。物理法主要有气相 蒸发凝聚法、研磨法和雾化法等，但物理法生产效率低，成本昂贵，能耗高；化学法包括还原 保护法、微乳液法、相转移法等，具有制备工艺简单，产率高等优点。利用化学还原保护法可以制备出尺寸分布比较单一、颗粒尺寸与形状可控的银纳 米粒子。这种方法主要是通过特定的大分子或高分子物质作表面活性剂，在纳米银颗粒的 成核及核的生长过程中，有选择性的吸附或者键合在银颗粒的表面，从而形成相对稳定的 胶体体系，之后将胶体破坏，经过超离心、过滤等分离手段，将纳米银颗粒分散出来。如吴青松等人(高等学校化学学报，2005，Vol. 26，No. 3，pp407_411)采用化学还 原保护法、以聚氧乙烯十二烷基醚为表面活性剂，制备并离心分离出了粒径大于lOOnm的 纳米银颗粒；牛曼等人(粉末冶金材料科学与工程，2007，Vol. 12, No. 3，ppl83-186)也采用 化学还原保护法，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂，在180°C时制备并离心分离出粒 径在60 133nm的银颗粒。可以看出上述实例采用的制备方案，或者制备的银颗粒比较大 (如粒径大于lOOnm)，或者是在高温条件下(如180°C )制备的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法所制备的纳米银颗粒 粒径小且分布集中，制备过程反应条件温和、后续分离步骤简单。本专利技术提供的纳米银颗粒的制备方法，其特征在于该方法包括下述步骤(1)搅拌下，向硝酸银水溶液中加入络合剂，形成硝酸银的络合物溶液，再向该络 合物溶液中加入表面活性剂，并调节PH值至9 12之间，得到均相溶液，该均相溶液中硝 酸银的总体浓度为5 100g/L ；所述络合剂为溶于水的有机胺、氨水和乙二胺四乙酸二钠 盐中的任一种或几种，络合剂的加入量为使加入过程中生成的沉淀刚好溶解的量；所述表 面活性剂为C8 C18的脂肪酸或脂肪酸盐中的任一种或几种，表面活性剂的用量在其临界 胶束浓度之上；(2)在搅拌速度大于300rpm条件下，向上述均相溶液中逐滴滴加还原剂溶液，反 应温度控制在室温；所述还原剂为硼氢化钠、水合胼、甲醛和抗坏血酸中的任一种或几种，其用量比按反应当量计算的量多0. 01 2倍。(3)反应完成后，降低搅拌速度至300rpm以下，向步骤(2)得到的体系中加入磷 酸，该磷酸的体积百分比浓度为15 25%，用以调节体系的pH值为2 7之间，之后静置， 使纳米银颗粒析出。再采用过滤方法进行分离，分离出的固体再用有机溶剂洗涤，再次分 离，得到粒径在小于50nm的“湿”纳米银颗粒；经真空干燥即得本专利技术的纳米银颗粒。所述 有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的任一种或几种。调节pH值所用试剂可以为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。本专利技术提出的纳米银颗粒的制备方法是以硝酸银的络合物为主盐，在水相中，以 长链脂肪烷基酸或者长链脂肪烷基酸盐为表面活性剂，通过改变表面活性剂在体系中的溶 解度来分离出纳米银颗粒。所述的方法具有制备的纳米银颗粒粒径小(小于50nm)，制备过 程反应条件温和(室温)、后续分离步骤简单(不需要采用离心分离)的优点。附图说明图1是制得的纳米银颗粒的透射电镜(TEM)照片；具体实施例方式实施例1将60g硝酸银溶解于500mL水中，并向其中加入60mL 25%的浓氨水，形成银氨络 合物溶液，向上述溶液中加入15g月桂酸，搅拌下加入120mL浓氨水调节其pH值，以促进月 桂酸的溶解。待月桂酸完全溶解后，加大搅拌速度至800rpm，向其中滴加含有4g硼氢化钠 的400mL水溶液，整个滴加过程持续30min，待滴加完毕后继续搅拌反应20min，整个反应过 程维持在室温。此后降低搅拌速度至lOOrpm，向其中缓缓加入200mL 20% (V/V)的磷酸。 加完后静置，过滤得黑色固体。将得到的黑色固体依次用250mL甲醇、250mL乙醇洗涤，再次 过滤，即得“湿”纳米银颗粒，经真空干燥后得纳米银颗粒约27g。实施例2将100g硝酸银溶解在lOOOmL水中，并向其中加入125mL 40%的甲胺水溶液，形成 银氨络合物溶液，向上述溶液中加入16g正辛酸钠，搅拌使正辛酸钠完全溶解。此后加大搅 拌速度在500rpm，并向其中逐滴滴加48g 37%的甲醛水溶液，整个滴加过程持续30min，待 滴加完毕后继续搅拌反应60min。降低搅拌速度至200rpm，向体系中缓缓注入150mL 25% (V/V)的磷酸。加完后静置，过滤得黑色固体。将得到的黑色固体依次用250mL乙醇、250mL 丙酮洗涤，再次过滤，即得“湿”纳米银颗粒，经真空干燥后得纳米银颗粒约45g。实施例3将60g硝酸银溶解于1200mL水中，向其中加入90g乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)， 形成银络合物溶液，向上述溶液中加入15g月桂酸，搅拌下加入100g 10%的NaOH水溶液 调节其pH值，以促进月桂酸的溶解。待月桂酸完全溶解后，再加大搅拌速度至1200rpm， 向其中逐滴滴加20mL 40%的水合胼，整个滴加过程持续30min，待滴加完毕后继续搅拌反 应20min，整个反应过程维持在室温。此后降低搅拌速度至150rpm，向其中缓缓加入250mL 15% (V/V)的磷酸。加完后静置，过滤得黑色固体。将得到的黑色固体用500mL乙醇洗涤 两次(每次250mL)，再次过滤，即得“湿”纳米银颗粒，经真空干燥后得纳米银颗粒约27g。实施例4将60g硝酸银溶解于2000mL水中，并向其中加入15mL异丙胺，形成银氨络合物溶 液，向上述溶液中加入17g月桂酸钠，搅拌使月桂酸钠完全溶解。待月桂酸钠完全溶解后， 再加大搅拌速度至lOOOrpm，向其中逐滴滴加含有7g抗坏血酸的400mL水溶液，整个滴加过 程持续30min，待滴加完毕后继续搅拌反应20min，整个反应过程维持在室温。此后降低搅 拌速度至250rpm，向其中缓缓加入150mL 20% (V/V)的磷酸。加完后静置，过滤得黑色固 体。将得到的黑色固体用500mL乙酸乙酯洗涤两次(每次250mL)，再次过滤，即得“湿”纳 米银颗粒，经真空干燥后得纳米银颗粒约27g。实施例5将30g硝酸银溶解于2500mL水中，并向其中加入25mL乙二胺，形成银氨络合物溶 液，向上述溶液中加入9g十八烷基羧酸，搅拌下加入60mL浓氨水调节其pH值，以促进十八 烷基羧酸的溶解。待十八烷基羧酸完全溶解后，再加大搅拌速度至700rpm，向其中逐滴滴 加含有1. 5g硼氢化钠的400mL的水溶液，整个滴加过程持续30min，待滴加完毕后继续搅 拌反应20min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米银颗粒的制备方法，其特征在于该方法包括下述步骤：（１）在搅拌下，向硝酸银水溶液中加入络合剂，形成硝酸银的络合物溶液，再向该络合物溶液中加入表面活性剂，并调节ｐＨ值至９～１２之间，得到均相溶液，该均相溶液中硝酸银的总体浓度为５～１００ｇ／Ｌ；所述络合剂为溶于水的有机胺、氨水和乙二胺四乙酸二钠盐中的任一种或几种，络合剂的加入量为使加入过程中生成的沉淀刚好溶解的量；所述表面活性剂为Ｃ↓［８］～Ｃ↓［１８］的脂肪酸或脂肪酸盐中的任一种或几种，表面活性剂的用量在其临界胶束浓度之上；（２）加大搅拌速度至３００ｒｐｍ以上，向上述均相溶液中逐滴滴加还原剂溶液，反应温度控制在室温；所述还原剂为硼氢化钠、水合肼、甲醛和抗坏血酸中的任一种或几种，其用量比按反应当量计算的量多０．０１～２倍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，曾晓雁，王小叶，李祥友，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]