專利名稱：葡萄糖還原絡合劑分散的納米銀的制備方法
技術領域：
本發明屬于金屬納米粒子制備領域，具體涉及一種葡萄糖還原絡合劑分散的納米銀的制備方法。
背景技術：
納米技術是20世紀80年代末迅速發展起來的一門前沿交義性的新興學科，是在微尺度上研究和利用原子與分子的結構、特性及其相互作用的高新技術。納米技術被公認為是21世紀最有前途的科學領域。隨著科技的發展，人們越來越重視綠色化學。綠色化學又稱環境友好化學、環境無害化學、清潔化學。納米材料綠色合成的三個標準是選用對環境無污染的溶劑體系、還原劑以及無毒的穩定劑。貴金屬納米粒子，因其粒徑小、比表面積大而具有許多獨特性質，如導電性、抗靜電、抗磁、感光、催化等，在光學材料、貴金屬漿料、生物工程及醫藥、催化工業和微電子工業等方面的具有重要的應用。其中納米銀是一種新興的功能材料，具有很高的比表面積和表面活性，導電率比普通銀塊至少高20倍，因此，納米銀被廣泛用作催化劑材料、防靜電材料、低溫超導材料、電子漿料和生物傳感器材料等。另外，納米銀還具有抗菌、除臭及吸收部分紫外線的功能，因而可應用于醫藥行業和化妝品行業。在化纖中加入少量的納米銀， 可以改變化纖品的某些性能，并賦予很強的殺菌能力。因此，研究納米銀的制備方法具有重要意義。目前，已建立多種方法制備穩定分散的納米銀溶膠，包括輻射法、化學法、光化學法、電化學法等，其中化學還原法是一種最簡單最常用的方法。常用的還原劑有硼NaNH4、檸檬酸鹽、抗壞血酸和水合胼等。其中，胼、硼氫化鈉等是高活性化合物，具有潛在的環境、生物危險。葡萄糖是一種廉價、綠色環保的化學藥品，具有弱還原性，可作為銀鏡反應的還原劑，在分散劑的作用下用葡萄糖還原吐倫試劑可制備納米銀溶膠，這種方法稱為改良銀鏡反應法又稱為吐倫試劑法，是綠色合成納米銀的常用方法之一。但是這種方法需要引入氨水用以配制吐倫試劑，增加了實驗原料與流程的復雜性。CTAB、PVP和SDS是納米銀制備中常用的環境友好的分散劑，這類物質和硝酸銀單獨混合會發生絡合反應，形成絡合銀離子和絡合氫離子，從而會促成葡萄糖將絡合銀離子還原成單質銀。因此，這類分化合物既可以作分散劑，又可以作絡合劑，選用這類化合物作分散劑可以避免改良銀鏡反應中吐倫試劑的引入，使得制備原料和過程更為簡單。這樣的方法在目前的文獻和專利中尚未見報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種原料環保、成本低廉、反應簡單、反應周期短的葡萄糖還原絡合劑分散的納米銀的制備方法。本發明提出的葡萄糖還原絡合劑分散的納米銀的制備方法，具體步驟如下
(1)于充分攪拌的情況下，以去離子水為溶劑，分別制備0. 005-0. 04mol/L的葡萄糖溶液、0. 005-0. 03mol/L 的絡合分散劑溶液、0. 01-0. 15mol/L 的 NaOH溶液和 0. 01-0. 05mol/ L的^VgNO3溶液。(2)攪拌條件下，將步驟(1)得到的葡萄糖溶液、絡合分散劑溶液、NaOH溶液混合并加熱至45-55°C，加熱攪拌時間為10-60min。(3)將步驟O)的混合溶液置于超聲振蕩條件下，向混合溶液中逐滴緩慢滴加硝酸銀溶液。(4)滴加完畢后，將步驟(3)的溶液繼續超聲振蕩3- ，即得所需產品。本發明中，步驟(2)和(3)中，葡萄糖、絡合分散劑、NaOH, AgNO3的添加比為 50-100ml :25-50ml :25_50ml :2-100mlo本發明中，所述絡合分散劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)或十二烷基硫酸鈉(SDS)等中任一種。利用本發明制備得到的納米銀為溶膠，其濃度范圍為0. 0001-0. 025mol/L.
本發明方法法成功地避免了吐倫試劑的引入，所制備的納米銀溶膠分散性好，濃度范圍寬、穩定性高。其原料易得、成本低廉，操作簡單，對于催化劑生產、化工及環境治理等領域，都有重要的意義。
圖1 CTAB分散的低濃度納米銀溶膠的UV - Vis吸收譜。圖2 CTAB分散的中間濃度納米銀溶膠的TEM照片。圖3 CTAB分散的高濃度納米銀粉末的XRD圖譜。圖4 PVP分散的納米銀溶膠的TEM照片。圖5 SDS分散的納米銀的紫外-可見光吸收光譜。
具體實施例方式以下通過實施例及附圖進一步具體說明本發明。(各原料均為市售原料，無特別說明純度均為化學純或分析純等級)
實施例1 :CTAB分散的低濃度納米銀的制備
葡萄糖、CTAB, NaOH 和 AgNO3 添加比例為 0. 005mol/L, 100ml 0. 005mol/L, 50ml 0. 01mol/L, 50ml: 0. 01mol/L, ^iil，充分攪拌的情況下逐步添加葡萄糖、CTAB和NaOH溶液并將其加熱至50°C，攪拌加熱時間為lOmin。50°C，IOOw超聲振蕩環境下逐滴緩慢滴加 AgNO3溶液。滴加完比繼續超聲振蕩3h，即可獲得銀溶膠樣品，其紫外-可見光吸峰位于 410nm，銀溶膠濃度為0. 0001mol/L,如圖1。實施例2 =CTAB分散的中間濃度納米銀的制備
葡萄糖、CTAB, NaOH 和 AgNO3 添加比例為 0. 015mol/L, 50ml: 0. 01mol/L, 25ml: 0. 05mol/L, 25ml: 0. 025mol/L, 65ml，充分攪拌的情況下一次添加葡萄糖、CTAB和NaOH溶液并將其加熱至50°C，加熱攪拌時間為30min。50°C，IOOw超聲振蕩環境下逐滴緩慢滴加 AgNO3溶液。滴加完比繼續超聲5h，即可獲得銀溶膠樣品，銀溶膠濃度為0. Olmol/L，納米顆粒粒徑分布為10-40nm，如圖2。實施例3 =CTAB分散的高濃度納米銀的制備葡萄糖、CTAB, NaOH 和 AgNO3 添加比例為 0. 04mol/L, 50ml: 0. 03mol/L, 25ml: 0. 15mol/L, 25ml: 0. 05mol/L, 100ml，充分攪拌的情況下一次添加葡萄糖、CTAB和NaOH溶液并將其加熱至50°C，加熱攪拌時間為60min。50°C，IOOw超聲振蕩環境下逐滴緩慢滴加 AgNO3溶液。滴加完比繼續超聲5h，即可獲得銀溶膠樣品，銀溶膠濃度為0. 025mol/L，通過 XRD分析，納米銀具有面心立方結構，如圖3。實施例4 =PVP分散的納米銀的制備
葡萄糖、PVP、NaOH 和 AgN03 添加比例為 0. 015mol/L, 50ml: 0. 01mol/L, 25ml: 0. 05mol/L, 25ml: 0. 025mol/L, 65ml，充分攪拌的情況下一次添加葡萄糖、PVP和NaOH溶液并將其加熱至50°C。50°C，IOOw超聲振蕩環境下逐滴緩慢滴加AgNO3溶液。滴加完比繼續超聲5h，即可獲得銀溶膠樣品，納米顆粒粒徑分布范圍為30-100nm左右，如圖4。實施例5 =SDS分散的納米銀的制備
葡萄糖、SDS、NaOH 和 AgN03 添加比例為 0. 015mol/L, 50ml: 0. 01mol/L, 25ml: 0. 05mol/L, 25ml: 0. 025mol/L, 65ml，充分攪拌的情況下一次添加葡萄糖、SDS和NaOH溶液并將其加熱至50° C。50° C，IOOw超聲振蕩環境下逐滴緩慢滴加AgNO3溶液。滴加完比繼續超聲5h，即可獲得銀溶膠樣品，其紫外-可見光吸收峰位于410nm附近，如圖5。以上所述的實施例僅為了說明本發明的技術思想及特點，其目的在于使本領域的普通技術人員能夠了解本發明的內容并據以實施，本專利的范圍并不僅局限于上述具體實施例，即凡依本發明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍涵蓋在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種葡萄糖還原絡合劑分散的納米銀的制備方法，其特征在于以葡萄糖為還原劑， 分散劑兼作絡合劑，具體步驟如下(1)于充分攪拌的情況下，以去離子水為溶劑，分別制備0.005-0. 04mol/L的葡萄糖溶液、0. 005-0. 03mol/L 的絡合分散劑溶液、0. 01-0. 15mol/L 的 NaOH溶液和 0. 01-0. 05mol/ L的^VgNO3溶液；(2)攪拌條件下，將葡萄糖溶液、絡合分散劑溶液、NaOH溶液混合并加熱至45-55°C， 加熱攪拌時間為10-60min ；(3)將步驟O)的混合溶液置于超聲振蕩條件下，向混合溶液中逐滴緩慢滴加硝酸銀溶液；(4)滴加完畢后，將步驟(3)的溶液繼續超聲振蕩3- ，即得所需產品。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟( 和(3)中，葡萄糖、絡合分散齊[J、Na0H、AgN03 的添加比例為 50_100ml :25_50ml :25_50ml :2_100ml。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述絡合分散劑為十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮或十二烷基硫酸鈉中任一種。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于制備得到的納米銀為溶膠，其濃度為 0.0001-0. 025mol/L。
全文摘要
本發明涉及一種葡萄糖還原絡合劑分散的納米銀的制備方法，即以AgNO3為前軀體、廉價環保的葡萄糖為還原劑，合適的分散劑同時充當絡合劑，堿性環境下，通過超聲振蕩過程制備納米銀溶膠。作為一種簡單的制備方法，本發明符合綠色合成的原則，具有原料環保便宜易得、反應過程簡單可控、反應周期較短、制備的納米銀分散性好、穩定性高等特點。
文檔編號B22F9/24GK102198512SQ20111012323
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者關大勇, 吳廣明, 周斌, 張志華, 李秀妍, 杜艾, 沈軍, 高國華 申請人:同濟大學