[發明專利]在薄膜表面以大分子為模板合成納米銀的方法

有效

• 申請號: 200910089073.1
• 申請日: 2009-08-03
• 公開（公告）號: CN101623763A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 楊麗珍;陳強;李娟
• 申請（專利權）人: 北京印刷學院
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 萍

技術領域：

本發明涉及一種合成納米銀的新方法，尤其是在薄膜表面合成納米銀。

背景技術：

納米銀是一種新興的功能材料，廣泛應用于生物、超導、化工、光學、電子、電器等行業，具有廣闊的應用前景，納米粒子在基材上形成薄膜，是納米技術由實驗轉向實際應用的一個重要環節。銀/聚合物復合材料同時具有了納米銀和聚合物的優良特性，并賦予材料一些特異或新的功能，從而使其在光子學、電子學、生物醫學和信息材料學等諸多領域具有廣闊的應用前景。因此其制備與應用已經成為目前納米材料研究領域關注的熱點課題。將納米銀粒子填充到聚合物中形成的銀/聚合物納米復合材料，會表現出常規聚合物材料所不具有的磁、光、聲、熱、電及超導等性能，在各領域有很大應用價值。

近十幾年來，已經發展了多種制備納米銀粒子的物理方法和化學方法。探索低成本、簡便、高效且具有工業化前景的納米銀粒子制備方法，一直是該領域研究的重點。物理方法有高能機械球磨法、光照法、蒸發冷凝法等。物理方法原理簡單，其缺點是對儀器設備要求較高、生產費用昂貴，主要適用于對納米銀粒子的尺寸和形狀要求都不高的產業化制備。化學法合成的納米銀粒子主要應用于對納米粒子性能要求較高的光學、電學和生物醫學等領域，其關鍵技術是如何控制顆粒的尺寸、較窄的粒度分布和獲得特定而均勻的晶型結構。化學制備方法主要有液相化學還原法、電化學還原法、光化學還原法等。另外，納米銀粒子的自組裝和有序組裝膜的結構與性質近年來也受到人們的廣泛關注，特別是將粒徑分布很小的納米銀粒子或半導體納米銀粒子組裝為有序的超晶格及其光電性能的研究更是激起了人們的極大興趣，為人們通過控制納米粒子的尺寸或粒子間的距離研究固體復合膜的光電性能提供了可能。

銀/聚合物納米復合材料的制備方法主要有原位法、界面聚合法和空穴法等。銀納米復合材料的制備技術與其結構和性能之間存在著密切關系。其中的空穴法是首先將聚合物制成多孔材料，孔可以在聚合物表面形成“空穴”，也可以貫穿聚合物網絡而形成“隧道”。然后將制備好的納米銀粒子填埋在“空穴”中或鑲嵌在“隧道”里。Zhang等[1]研制了一種新型的制備納米銀/聚苯乙烯復合粒子的方法，即用1，2-二氯乙烯刻蝕和溶脹聚苯乙烯膠體表面，在膠體表面制造出空穴，然后將銀粒子均勻包覆在相應空穴的位置上。在此方法中，銀粒子直接在膠體粒子表面空穴的核心合成，不僅避免了表面能的產生，而且能夠提高空穴核心和晶核相結合的能力。1，2-二氯乙烯的濃度是包覆效果的關鍵。包覆層的厚度和粗糙度，可在晶核生長過程中通過改變甲醛用量得到有效的控制，所制備的復合材料可結晶成有序結構。這種包覆方法簡便而且通用，還可適用于聚苯乙烯膠體包覆其他金屬粒子。Kim等[2]同樣利用空穴法在聚乙烯基乙二醇二甲酯與丙烯腈共聚物的多孔表面上均勻沉淀上納米銀粒子。X射線衍射結果表明，銀和聚合物微球表面的CN鍵之間形成了強吸附，因而細小的具有立方晶型的納米銀粒子能夠均勻地鑲嵌在共聚物微孔中。但是文獻[1]的方法是用溶劑將聚苯乙烯表面刻蝕和溶脹破壞了聚合物的結構，對薄膜的應用有一定的限制，文獻[2]的方法是利用聚合物表面的空穴來沉淀填充納米銀粒子，此方法比較有限只能用于有空穴的聚合物，對一般的薄膜表面不太適用。

[1]Zhang?J?H，Liu?H?Y，Wang?ZL，et?al.Materials?Letters，2007，61：4579-4582

[2]KimJ?W，Lee?J?E，Kim?S?J，et?al.Polymer，2004，45：4741-4747

發明內容

本發明目的：在于解決在薄膜表面合成納米銀，使得薄膜應用更加廣泛，應用于殺菌包裝，而且使得薄膜具有了貴金屬納米粒子的一些特性，廣泛應用于超導、化工、光學、電子、電器等行業。

用DBD放電在PET、BOPP、PE薄膜表面接枝胺基，以此胺基為核通過化學反應，在薄膜表面合成收斂型聚酰胺-胺(PAMAM)。再以硝酸銀為原料，硼氫化鈉為還原劑，收斂型聚酰胺-胺(PAMAM)樹枝狀分子為模板兼穩定劑，在大分子的空穴內合成納米銀顆粒，且通過實驗證明抑菌殺菌效果良好。

本發明提供了一種在薄膜表面以大分子為模板合成納米銀的方法，其特征在于，包括以下步驟：

用介質阻擋放電裝置，在真空條件下，以氨氣或丙烯胺為放電單體，以氬氣為輔助氣體，在PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、BOPP(雙向拉伸聚丙烯薄膜)或PE(聚乙烯)薄膜表面接枝胺基，