[發(fā)明專利]一種負(fù)載銀納米顆粒大孔材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010202900.6
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN102274737A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李星;邴月;王冬杰;謝洪珍
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18;B01J35/10;A01N59/16;A01P1/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載銀納米顆粒大孔材料的制備方法。

背景技術(shù)

多孔材料由于其空曠結(jié)構(gòu)和巨大的表面積(內(nèi)表面和外表面)加強(qiáng)了它們的催化和吸附等能力因而被廣泛地應(yīng)用在吸附劑、非均相催化劑、各類載體和離子交換劑等領(lǐng)域。大孔材料為孔徑尺寸大于50nm的孔材料，由于其較大的孔徑和比表面積已經(jīng)在催化劑載體、色譜載體和分離材料等方面得到廣泛的應(yīng)用。另外孔徑在光波長范圍內(nèi)的有序大孔材料又有獨特的光學(xué)性質(zhì)和其他性質(zhì)。

納米顆粒引起廣泛的關(guān)注，不僅是因為尺寸上的減小，更重要的是尺寸的減小所帶來的物理、化學(xué)性質(zhì)的變化。金屬納米顆粒在生物傳感、催化、傳導(dǎo)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，另外在摩擦、環(huán)境保護(hù)、數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域也有著一定的應(yīng)用。其中納米銀顆粒的用途最為廣泛，其主要應(yīng)用領(lǐng)域有：作為催化劑用于二烯烴、炔烴選擇性加氫制單烯烴，乙烯選擇性氧化制環(huán)氧乙烷，芳烴的烷化制烷基芳烴，甲烷氨氧化制氫氰酸，甲醇選擇性氧化制甲醛等；作為抗菌材料用于生產(chǎn)抗菌防臭纖維、抗菌塑料、抗菌涂料、抗菌陶瓷等；在絕緣體和半導(dǎo)體中摻雜銀納米顆粒，使其具有優(yōu)良的光學(xué)特性，適于制造各種新型光電器件；另外納米銀在表面增強(qiáng)拉曼散射研究中有重要應(yīng)用；納米銀的低溫導(dǎo)熱系數(shù)高而比表面積大，這使得納米銀成為優(yōu)良的低溫導(dǎo)熱材料。

因此將納米銀顆粒負(fù)載在大孔材料上將會在催化、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境等方面有重要應(yīng)用。學(xué)者們對負(fù)載納米銀顆粒的制備研究很多，如林昌健等用溶膠一凝膠和水熱處理相結(jié)合的方法，在二氧化鈦納米管和TiO₂納米帶負(fù)載銀納米粒子(林昌健，陳藝聰，莊惠芳，等，納米二氧化鈦負(fù)載銀納米粒子的方法，申請?zhí)?專利號200510126613)，可在不同的TiO₂納米結(jié)構(gòu)中負(fù)載Ag納米粒子，但TiO₂成本太高不適合大規(guī)模生產(chǎn)；汪信等發(fā)明公開了一種負(fù)載納米金屬銀粒子的氧化石墨及其制備方法(汪信，徐超，朱俊武，等，負(fù)載納米金屬銀粒子的氧化石墨及其制備方法，申請?zhí)?專利號200710135561)，但這種方法制備過程較復(fù)雜；賀軍輝等以自然界中豐富存在的天然纖維為模板得到原位負(fù)載于天然纖維表面的銀納米顆粒(賀軍輝，朱純陽，負(fù)載于天然纖維素片材上的銀納米顆粒原位制備方法，申請?zhí)?專利號200810116208)，該方法成本低廉，工藝簡單，但以天然纖維素片材的熱穩(wěn)定性較差，不適合在高溫應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種反應(yīng)條件溫和，制備過程簡單，成本低廉，熱穩(wěn)定性較好，同時具有優(yōu)良的催化性能的負(fù)載銀納米顆粒大孔材料的制備方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種負(fù)載銀納米顆粒大孔材料的制備方法，其特征在于所述制備方法是以墨魚骨和磷酸鹽為原料，通過水熱的方法合成大孔羥基磷灰石，然后以大孔羥基磷灰石為載體，采用浸漬的方法制得負(fù)載銀納米顆粒的大孔材料，具體包括以下步驟：

(1)取市售墨魚骨(主要成分為CaCO₃)，去皮，切成塊狀，備用；

(2)取適量上述切成塊狀的墨魚骨分別在蒸餾水、過氧化氫、酒精、氯仿中浸泡20～30小時，然后用酒精沖洗，干燥，備用；

(3)取上述一定量的預(yù)處理的墨魚骨、適量的磷酸鹽和水放入反應(yīng)釜中，密封，在120～180℃下反應(yīng)24～48小時，冷卻至室溫，干燥，備用；其中墨魚骨與磷酸鹽的量按鈣離子與磷酸根離子的摩爾數(shù)之比為1∶1～3來稱取；

(4)將上述反應(yīng)產(chǎn)物放入坩堝電阻爐中，在500-900℃的溫度下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)1～2小時，得到大孔羥基磷灰石；

(5)將高溫?zé)Y(jié)的產(chǎn)物大孔羥基磷灰石在硝酸銀的溶液中浸泡2～3小時，然后干燥，在坩堝電阻爐中，500～900℃溫度下高溫?zé)Y(jié)1～2小時，即得到負(fù)載銀納米顆粒大孔材料。

所述磷酸鹽為磷酸正鹽或磷酸的酸式鹽，磷酸正鹽包括磷酸鈉或者磷酸鉀等，磷酸的酸式鹽包括磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、磷酸一氫鈉、磷酸一氫鉀、或者磷酸二氫鉀等，其中磷酸根離子或者換算后磷酸根離子的濃度為0.01～1摩爾/升。

作為優(yōu)選，所述鈣離子與磷酸根離子的摩爾數(shù)之比為1∶2。

所述硝酸銀溶液為硝酸銀的水溶液或硝酸銀的甲醇溶液，其銀離子的濃度為0.10～1.00摩爾/升。

所述的銀納米顆粒可根據(jù)銀離子濃度的大小對粒徑大小及分散性進(jìn)行調(diào)控。