[發(fā)明專利]一種納米銀顆粒的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910273103.4
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN101875130A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建國;曾曉雁;王小葉;李祥友
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F9/24
• 分類號(hào): B22F9/24
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種納米銀顆粒的制備方法。

背景技術(shù)

納米金屬顆粒由于具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)而顯示出與塊體材料不同的熱、光、電、磁、催化等性能，因此其在光電子學(xué)、催化、化學(xué)傳感器、磁性材料、生活醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

銀是所有金屬中導(dǎo)電性最好的一種金屬(電導(dǎo)率為6.62×10⁵S·cm^-1)，是價(jià)格最便宜的貴金屬，而且又具有良好的化學(xué)惰性。因此無論是塊體金屬銀還是各種形狀(片狀、球狀等)和尺寸(微米、亞微米、納米等)的銀顆粒都得到了非常廣泛的應(yīng)用。

關(guān)于納米銀顆粒的制備方法，大體可以分為物理法和化學(xué)法。物理法主要有氣相蒸發(fā)凝聚法、研磨法和霧化法等，但物理法生產(chǎn)效率低，成本昂貴，能耗高；化學(xué)法包括還原保護(hù)法、微乳液法、相轉(zhuǎn)移法等，具有制備工藝簡單，產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。

利用化學(xué)還原保護(hù)法可以制備出尺寸分布比較單一、顆粒尺寸與形狀可控的銀納米粒子。這種方法主要是通過特定的大分子或高分子物質(zhì)作表面活性劑，在納米銀顆粒的成核及核的生長過程中，有選擇性的吸附或者鍵合在銀顆粒的表面，從而形成相對穩(wěn)定的膠體體系，之后將膠體破壞，經(jīng)過超離心、過濾等分離手段，將納米銀顆粒分散出來。

如吳青松等人(高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)，2005，Vol.26，No.3，pp407-411)采用化學(xué)還原保護(hù)法、以聚氧乙烯十二烷基醚為表面活性劑，制備并離心分離出了粒徑大于100nm的納米銀顆粒；牛曼等人(粉末冶金材料科學(xué)與工程，2007，Vol.12，No.3，pp183-186)也采用化學(xué)還原保護(hù)法，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為表面活性劑，在180℃時(shí)制備并離心分離出粒徑在60～133nm的銀顆粒。可以看出上述實(shí)例采用的制備方案，或者制備的銀顆粒比較大(如粒徑大于100nm)，或者是在高溫條件下(如180℃)制備的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米銀顆粒的制備方法，該方法所制備的納米銀顆粒粒徑小且分布集中，制備過程反應(yīng)條件溫和、后續(xù)分離步驟簡單。

本發(fā)明提供的納米銀顆粒的制備方法，其特征在于該方法包括下述步驟：

(1)攪拌下，向硝酸銀水溶液中加入絡(luò)合劑，形成硝酸銀的絡(luò)合物溶液，再向該絡(luò)合物溶液中加入表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值至9～12之間，得到均相溶液，該均相溶液中硝酸銀的總體濃度為5～100g/L；所述絡(luò)合劑為溶于水的有機(jī)胺、氨水和乙二胺四乙酸二鈉鹽中的任一種或幾種，絡(luò)合劑的加入量為使加入過程中生成的沉淀剛好溶解的量；所述表面活性劑為C₈～C₁₈的脂肪酸或脂肪酸鹽中的任一種或幾種，表面活性劑的用量在其臨界膠束濃度之上；

(2)在攪拌速度大于300rpm條件下，向上述均相溶液中逐滴滴加還原劑溶液，反應(yīng)溫度控制在室溫；所述還原劑為硼氫化鈉、水合肼、甲醛和抗壞血酸中的任一種或幾種，其用量比按反應(yīng)當(dāng)量計(jì)算的量多0.01～2倍。

(3)反應(yīng)完成后，降低攪拌速度至300rpm以下，向步驟(2)得到的體系中加入磷酸，該磷酸的體積百分比濃度為15～25％，用以調(diào)節(jié)體系的pH值為2～7之間，之后靜置，使納米銀顆粒析出。再采用過濾方法進(jìn)行分離，分離出的固體再用有機(jī)溶劑洗滌，再次分離，得到粒徑在小于50nm的“濕”納米銀顆粒；經(jīng)真空干燥即得本發(fā)明的納米銀顆粒。所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的任一種或幾種。

調(diào)節(jié)pH值所用試劑可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水。

本發(fā)明提出的納米銀顆粒的制備方法是以硝酸銀的絡(luò)合物為主鹽，在水相中，以長鏈脂肪烷基酸或者長鏈脂肪烷基酸鹽為表面活性劑，通過改變表面活性劑在體系中的溶解度來分離出納米銀顆粒。所述的方法具有制備的納米銀顆粒粒徑小(小于50nm)，制備過程反應(yīng)條件溫和(室溫)、后續(xù)分離步驟簡單(不需要采用離心分離)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是制得的納米銀顆粒的透射電鏡(TEM)照片；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1