專利名稱：一種快速高效制備納米鹵化銀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬鹵化物材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種快速高效制備納米鹵 化銀的方法。
背景技術(shù)：
鹵化銀納米粒子在照像乳液中非常重要。但通常方法難以得到單分散的納米級(jí) 鹵化銀顆粒。微乳液法是一種簡(jiǎn)單易行且具有智能化特點(diǎn)的制備納米材料的新方法， 制備的粒子表面包裹一層表面活性劑分子，使粒子間不易聚結(jié)，通過(guò)選擇不同的表 面活性劑分子與水相的摩爾比值可以控制微反應(yīng)器中水核的大小進(jìn)而控制所制備的 納米粒子大小，得到單分散的納米鹵化銀顆粒。
PietroCalandra等通過(guò)一種新的固-固反應(yīng)在[雙(2-乙基己基)磺基丁二酸鈉 (A0T) ]/正庚垸(/7"h印tane)溶液里混合兩種干燥的硝酸銀和鹵化鉀合成小尺寸 鹵化銀(溴，氯)納米微粒。制備成本高且反應(yīng)條件苛刻。采用油包水(W/0)微乳 液技術(shù)制備鹵化銀納米粒子，可以使反應(yīng)物(硝酸銀和鹵化鈉)增溶在油包水的水 核中進(jìn)行，反應(yīng)速度快，產(chǎn)物易于分離，無(wú)環(huán)境污染，成本低，納米粒子尺寸可控 制。本發(fā)明所應(yīng)用的油包水微乳體系是表面活性劑AOT-異辛烷，油包水體系對(duì)反應(yīng) 物有增溶和保護(hù)作用，此方法可以制備納米磁性材料、氧化物、貴金屬、無(wú)機(jī)鹽等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種快速高效制備納米鹵化銀的方法，制備出尺寸均勻 且可控制的納米鹵化銀材料，并求實(shí)現(xiàn)了快速高效的制備和分離。
本發(fā)明制備了尺寸均一、分布均勻的納米鹵化銀材料，以表面活性劑(首選陰 離子表面活性劑AOT [雙(2-乙基己基)磺基丁二酸鈉])A0T-異辛烷微乳液作為微反 應(yīng)體系，并釆用了硝酸銀和鹵化鈉作為反應(yīng)物，成功地制備了納米粒子尺寸可控且 分布均一的鹵化銀材料，該反應(yīng)快速且分離徹底。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下先按原料濃度(硝酸銀溶液和鹵化鈉的濃度均為 0. 01-2mol/mL，配比1: 1; A0T-異辛烷膠束濃度為0. 05-0. 5mol/U、用量(硝酸銀 溶液或鹵化鈉/鉀溶液增溶在0. 05-0. 5mol/L表面活性劑-垸烴反向膠束溶液中；
配比為l: 5到l: 20;表面活性劑首選AOT[雙(2-乙基己基)磺基丁二酸鈉]，烷
烴首選異辛烷)分別配制出水相中含有硝酸銀溶液和鹵化鈉/鉀的油包水微乳液，然 后在室溫下避光混合微乳液制備鹵化銀納米粒子，或?qū)⒑邢跛徙y的油包水膠束溶 液與鹵化鈉/鉀溶液直接混合制備鹵化銀納米粒子，最后經(jīng)離心分離(固-液分離， 得到固體鹵化物納米粒子)、洗滌離心分離(丙酮洗滌固體鹵化物后再離心分離，得 到固體鹵化物；洗滌離心過(guò)程重復(fù)三到四次)、干燥等后續(xù)處理，得到單一尺寸的納 米鹵化銀粒子。將制備好的鹵化銀納米粒子(AgCl、 AgBr或AgI納米粒子)分散在 AOT[雙(2-乙基己基)磺基丁二酸鈉]/異辛垸支撐溶液中，經(jīng)過(guò)干燥后，進(jìn)行透射 電鏡分析，獲得各個(gè)樣品的TEM形貌圖。 本發(fā)明中所述的原料烯烴包括表面活性劑(親水親油平衡值在4-7之間能形成
油包水反膠束)，首選AOT[雙(2-乙基己基)磺基丁二酸鈉]、垸烴(首選異辛垸)、 硝酸銀、氯化鈉或鉀、溴化鈉或鉀、碘化鉀/鈉。
本發(fā)明中所述的鹵化銀納米粒子包括氯化銀、溴化銀或碘化銀。
本發(fā)明中所述的溶劑包括丙酮。
本發(fā)明所述的離心分離分離工藝為在20-25t溫度下，在8000-20000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn) 速下離心分離固體鹵化銀納米粒子與溶液，得到固體鹵化銀粒子；固體鹵化銀粒子 在20-25t溫度下經(jīng)丙酮洗滌去除吸附在其表面上的微量的反應(yīng)物和鹵化鈉后在 8000-20000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下再次離心分離得到固體鹵化物納米粒子。
該方法與現(xiàn)有方法相比，具有制備反應(yīng)迅速、尺寸可控制且均一、價(jià)廉和無(wú)安 全隱患的優(yōu)點(diǎn)，該制備方法反應(yīng)快速、產(chǎn)物分離徹底。采用微乳液法，利用水相中 含有硝酸銀溶液的油包水微乳液與水相中含有鹵化鈉(鹵化鉀)的油包水微乳液或 直接與鹵化鈉/鉀溶液混合制備出鹵化銀納米粒子。改變水與表面活性劑的摩爾比W。 的比值，分別制備出了納米粒子的大小和尺寸分布均勻的氯化銀納米粒子、溴化 銀和碘化銀納米粒子。透射電鏡(TEM)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微乳液法合成的鹵化銀納米粒 子的直徑隨W。(水與表面活性劑的摩爾比)的增加而增大；隨表面活性劑濃度增大而 減小。比較氯化銀納米粒子、溴化銀和碘化銀納米粒子可知，隨著鹵元素的原子量 增大，納米粒子尺寸增大。微乳液法制備的鹵化銀納米粒子會(huì)隨放置的時(shí)間而增大。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益結(jié)果
1、 本發(fā)明利用油包水微乳液體系制備鹵化銀納米粒子，與傳統(tǒng)的方法相比，只 生成鹵化鈉/鉀這種副產(chǎn)物，利于環(huán)保，還具有反應(yīng)快速高效、分離徹底、價(jià)廉和無(wú) 安全隱患的優(yōu)點(diǎn)。
2、 本發(fā)明可控制所制備的納米粒子的尺寸大小和分布均一。體相制備的氯化銀 (AgCl)、溴化銀(AgBr)或碘化銀(Agl)粒子分散不均勻，且粒子聚積堆疊，粒 子的尺寸較大，尺寸在200納米左右。
具體實(shí)施方法 實(shí)施例1
采用微乳液法，利用水相中含有0.5M硝酸銀溶液的油包水微乳液(0.1M AOT-異辛垸)與水相中含有0. 5M鹵化鈉的油包水微乳液(0. 1M AOT-異辛垸)或直接與0. 5M 鹵化鈉溶液混合制備出氯化銀納米粒子。改變水與表面活性劑的摩爾比W。的比值， 分別制備出了不同半徑的氯化銀納米粒子，且納米粒子的大小和尺寸分布均勻。 透射電鏡(TEM)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微乳液法合成的鹵化銀納米粒子的直徑隨W。(水與表 面活性劑的摩爾比)的增加而增大；隨表面活性劑濃度增大而減小。微乳液法制備 的鹵化銀納米粒子會(huì)隨放置的時(shí)間而增大。
AgN03 + NaCl — AgCl I +關(guān)03
實(shí)施例2
采用微乳液法，利用水相中含有0. 5M硝酸銀溶液的油包水微乳液(O. 1 M A0T-異辛烷)及水相中含有0. 5M溴化鈉的油包水微乳液(O. 1M A0T-異辛垸)混合制備出溴 化銀納米粒子。改變水與表面活性劑的摩爾比W。的比值，分別制備出了溴化銀納 米粒子，且納米粒子的大小和尺寸分布均勻。透射電鏡(TEM)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微乳液 法合成的鹵化銀納米粒子的直徑隨W。(水與表面活性劑的摩爾比)的增加而增大； 隨表面活性劑濃度增大而減小。比較氯化銀納米粒子和溴化銀納米粒子可知，隨著 鹵元素的原子量增大，納米溴化銀粒子尺寸增大。微乳液法制備的溴化銀納米粒子 會(huì)隨放置的時(shí)間而增大。
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實(shí)施例3
采用微乳液法，利用水相中含有0.5M硝酸銀溶液的油包水微乳液(0.1 M AOT-異辛烷)與0.5M溴化鉀溶液混合制備出溴化銀納米粒子。改變水與表面活性劑的摩 爾比W。的比值，分別制備出了溴化銀納米粒子，且納米粒子的大小和尺寸分布均 勻。透射電鏡(TEM)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微乳液法合成的鹵化銀納米粒子的直徑隨W。(水 與表面活性劑的摩爾比)的增加而增大；隨表面活性劑濃度增大而減小。微乳液法 制備的溴化銀納米粒子會(huì)隨放置的時(shí)間而增大。
AgN03 + KBr — AgBr I + KN03
實(shí)施例4
采用微乳液法，利用水相中含有0.5M硝酸銀溶液的油包水微乳液(0.1 M AOT-異辛烷)與水相中含有0. 5M碘化鉀的油包水微乳液(0. 1M AOT-異辛烷)或直接與0. 5M 碘化鉀混合制備出溴化銀納米粒子。改變水與表面活性劑的摩爾比W。的比值，分別 制備出了不同粒徑的碘化銀納米粒子，且納米粒子的大小和尺寸分布均勻。透射電 鏡(TEM)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微乳液法合成的鹵化銀納米粒子的直徑隨W。(水與表面活性 劑的摩爾比)的增加而增大。隨表面活性劑的濃度增大，納米粒子尺寸反而減小。 在相同的條件下制備的碘化銀粒子的直接最大。微乳液法制備的碘化銀納米粒子會(huì) 隨放置的時(shí)間而增大。
AgN03 + KI — Agl 1 +線。
權(quán)利要求
1、一種快速高效制備納米鹵化銀的方法，其特征在于，工藝為先按原料濃度0.01-2mol/L硝酸銀溶液或鹵化鈉/鉀溶液濃度配比為1∶1；AOT-異辛烷膠束濃度為0.05-0.5mol/L；用量硝酸銀溶液或鹵化鈉/鉀溶液增溶為0.05-0.5mol/L表面活性劑-烷烴反向膠束溶液中；配比為1∶5～1∶20；分別配制出水相中含有硝酸銀溶液和鹵化鈉/鉀的油包水微乳液，然后在室溫下避光混合制備鹵化銀納米粒子，或?qū)⒑邢跛徙y的油包水膠束溶液與鹵化鈉/鉀溶液直接避光混合制備鹵化銀納米粒子，經(jīng)離心分離固體鹵化銀納米粒子與溶液、固體鹵化銀粒子經(jīng)丙酮洗滌去除吸附在其表面上的微量的反應(yīng)物和鹵化鈉后再次離心分離得到固體鹵化物納米粒子、最后經(jīng)干燥處理后得到單一尺寸的納米鹵化銀粒子。
2、 按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的原料烯烴包括 表面活性劑親水親油平衡值在4-7可形成油包水反膠束，垸烴、硝酸銀、卣化鈉或鉀。
3、 按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的鹵化銀納米粒子包括氯化銀、溴化銀或碘化銀。
4、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溶劑包括丙酮。
5、 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，表面活性劑為AOT[雙 (2-乙基己基)磺基丁二酸鈉]，垸烴為異辛烷。
6、按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的離心分離工藝 為在20-25°C溫度下，在8000-20000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下離心分離固體鹵 化銀納米粒子與溶液，得到固體卣化銀粒子；固體卣化銀粒子在20-25°0 溫度下經(jīng)丙酮洗滌去除吸附在其表面上的微量的反應(yīng)物和鹵化鈉后在 8000-20000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下再次離心分離得到固體鹵化物納米粒子。
全文摘要
一種快速高效制備納米鹵化銀的方法，屬于金屬鹵化物材料制備技術(shù)領(lǐng)域。工藝為先按原料濃度0.01-2mol/L硝酸銀溶液或鹵化鈉/鉀溶液濃度配比為1∶1；AOT-異辛烷膠束濃度為0.05-0.5mol/L；用量硝酸銀溶液或鹵化鈉/鉀溶液增溶為0.05-0.5mol/L表面活性劑-烷烴反向膠束溶液中；配比為1∶5～1∶20；分別配制出水相中含有硝酸銀溶液和鹵化鈉/鉀的油包水微乳液，然后在室溫下避光混合制備鹵化銀納米粒子，或?qū)⒑邢跛徙y的油包水膠束溶液與鹵化鈉/鉀溶液直接避光混合制備鹵化銀納米粒子，經(jīng)離心分離、洗滌離心分離、干燥處理后得到單一尺寸的納米鹵化銀粒子。優(yōu)點(diǎn)在于，制備反應(yīng)迅速、分離徹底、尺寸可控制且均一、價(jià)廉和無(wú)安全隱患。
文檔編號(hào)C01G5/02GK101172640SQ200710176210
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者峰 孔, 海明潭 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)