[發明專利]一種簡易可控的納米級載銀氧化硅的制備方法

有效

• 申請號: 201510324189.4
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104959623B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 何丹農;張彬;周涓;朱君;金彩虹
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/02;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 徐紅銀;郭國中

本發明提供了一種簡易可控的納米級載銀氧化硅的制備方法，其具體步驟：(1)Stober法制備單分散的球狀納米SiO₂顆粒；(2)在納米SiO₂球表面修飾還原性基團；(3)在納米SiO₂球表面還原出直徑1～3nm的銀顆粒。本發明得到的載銀氧化硅形貌規整，粒徑均勻，其表面銀顆粒的粒徑、密度均可輕易調控，整體上制備工藝簡單易行、產品體系穩定，具備工業化制備的潛力。

技術領域

本發明涉及納米材料的制備領域，具體地，涉及一種簡易可控的納米級載銀氧化硅的制備方法。

背景技術

金屬納米顆粒因其區別于凝結相和單個分子的獨特的光電學性能而具備應用于諸如生物標記、表面拉曼增強、太陽能電池、變色元件、發光薄膜、非線性光學開關、高密度信息存儲系統等領域的巨大潛力。其中，膠體粒子包覆或沉積功能性金屬納米顆粒表現出來的特異的光學性能受到材料領域科研人員的高度重視。

銀納米顆粒因其表面自由電子的激發作用而表現出較強的等離子體光學響應特性，在靜電屏蔽涂層、殺菌、催化及表面拉曼增強等諸多方面都有廣泛應用。但由于氧化硅表面所帶負電荷和水相體系中納米銀顆粒之間存在靜電排斥，直接在其表面沉積納米銀顆粒存在一定的困難。為此，研究人員設計了各種各樣制備方法，包括電化學沉積法、化學沉積法、光化學法、靜電吸附法和離子交換法等等，然而控制納米銀顆粒的形核分布及長大仍然是技術難題。

S.C.Tang等(S.C.Tang,Y.F.Tang,et al.Nanotechnology,2007,18,295607)設計了一種超聲電化學沉積法用于在直徑760±10nm的氧化硅表面沉積粒徑8～10nm的均勻分布的納米銀顆粒，但是這種方法所需設備較為復雜，并且對參數變化極為敏感，因此產率較低。陳志民等(Chen Z,Chen X,Zheng L,et al.Journal of colloid and interfacescience,2005,285(1):146-151.)利用簡單的銀鏡反應原理在膠體微球表面沉積納米銀顆粒的方法即屬于典型的化學沉積法，然而這種方法只能生成粒徑～25nm的納米銀顆粒，對于合成更小粒徑的納米銀顆粒則無能為力。

綜上，目前存在的技術方法在調控納米銀顆粒的尺寸及其包覆程度等方面都存在著一定的局限性。

發明內容

針對現有技術中膠體微球表面銀納米顆粒的尺寸難以進一步減小，分布不夠均勻等問題，本發明提供了一種簡易可控的納米級載銀氧化硅的制備方法。該技術在氧化硅表面修飾氨基之后直接還原出納米銀，具有制備工藝簡單易行、產品體系穩定、可操作性強等多項優點，可滿足大規模工業生產的需要。

為實現上述的目的，本發明采用以下技術方案：

一種簡易可控的納米級載銀氧化硅的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：Stober法制備單分散的球狀納米SiO₂顆粒；

步驟2：在步驟1所述球狀納米SiO₂顆粒表面修飾還原性基團；

步驟3：以銀氨溶液為原料，在步驟2所得球狀納米SiO₂顆粒表面還原出銀顆粒。

優選地，所述步驟1，具體如下：

步驟1.1：將體積份數為160份的無水乙醇和2～12份的TEOS混合均勻，升溫至25～50℃；將2～7份濃氨水，2～100份水和20份無水乙醇混合均勻，加入到以上混合液中，在25～50℃溫度下攪拌8～24小時；

步驟1.2：將步驟1.1所得溶液在室溫下經過離心，洗滌，干燥，得到單分散的球狀SiO₂顆粒。