專(zhuān)利名稱(chēng)：一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米銀材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法。
背景技術(shù)：
最近，研究人員不僅對(duì)制備單分散、均勻性良好、大小可控的納米銀顆粒的研究有濃厚的興趣，而且他們也把納米銀的應(yīng)用領(lǐng)域提升了一個(gè)檔次。油溶性的納米銀顆粒用途十分廣泛，例如，可以用油溶性的納米銀顆粒作為各大高校和研究所的實(shí)驗(yàn)室原料；用于在非極性和較弱極性溶液中反應(yīng)催化劑；用于弱極性塑料母粒螺擠出抗菌添加劑；用于納米銀導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電膠、鍍膜、隱身材料等。與此同時(shí)，水溶性納米銀顆粒的應(yīng)用范圍也是很廣泛。東華大學(xué)材料學(xué)院朱美芳教授聯(lián)合其他學(xué)院已經(jīng)自主研發(fā)出納米銀抗菌襪子，能夠有效的治療腳氣，而且已經(jīng)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化，年利潤(rùn)達(dá)900多萬(wàn)。我們可以在表面活性劑包覆的納米銀表面連接生物小分子，進(jìn)行生物標(biāo)記、生物監(jiān)測(cè)、藥物運(yùn)輸和水溶液中的催化反應(yīng)等領(lǐng)域。未來(lái)的研究方向?qū)⑹呛铣梢恍?fù)合型的納米顆粒，例如Ag-Ti02、Ag-Fe3O4, Ag-ZnS, Ag-NaYF4等。把銀納米顆粒獨(dú)有的性質(zhì)與其他納米顆粒的性質(zhì)相結(jié)合，旨于發(fā)揮兩者的共同優(yōu)勢(shì)，例如Ag-TW2既有雙重殺菌的效果，又能做催化劑和降解高分子污染物；Ag-Fe53O4 既具有磁性定位作用，可以應(yīng)用到藥物運(yùn)輸方面，同時(shí)又可以在藥物作用部位進(jìn)行殺菌等。目前常用的制備納米銀材料的方法主要有水熱法和微乳液法。水熱法操作不方便、制備的顆粒純度較低且易團(tuán)聚，粒度不易控制，顆粒粒徑較大，產(chǎn)物損失多，產(chǎn)量較低。 微乳液法合成的納米材料具有很多優(yōu)異的性質(zhì)，但是合成的產(chǎn)量相對(duì)較低，結(jié)晶性較差。油水界面法是指反應(yīng)物的原料分別處于油相和水相中，較低溫度下在油-水界面形成粒徑較小均勻性極好的親油性納米粒子；然后納米粒子被表面活性劑包覆后在三種表面張力(F 油固、F油水和F水固)和濃度擴(kuò)散作用下(由于顆粒的重力作用影響很小，可以忽略)， 拖入上層油相中，且在油相中分散性好并能長(zhǎng)期穩(wěn)定保存。油水界面法具有反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單，粒徑可控，產(chǎn)物純度高，產(chǎn)率高，結(jié)晶性好，分散性好，粒徑小，成本低，效率高的優(yōu)點(diǎn)。2008年，周興平等采用油水界面法周興平等，東華大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2008， 35(4) :441-444，成功的合成出CdS量子點(diǎn)，制備出的CdS量子點(diǎn)量子效率高，粒徑分布窄， 單分散性好，合成方法簡(jiǎn)單，溫度要求低，可大量生產(chǎn)，成本較小。2010，周興平等又采用油水界面法周興平等，納米科技；2010，12 :Vol7，No.6，成功的合成出ZnS量子點(diǎn)，并摻雜一些稀有金屬，熒光性能良好，是一種很好的半導(dǎo)體材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，該方法操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，得到的立方晶型納米銀顆粒分散均勻，穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，包括
(1)將硬脂酸銀在130°C下溶解在甲苯中，加入十二胺，攪拌至溶液澄清透明得銀前驅(qū)體；將硼氫化鈉在常溫下溶解在去離子水中，攪拌均勻得硼氫根前驅(qū)體；( 將上述硼氫根前驅(qū)體按體積比1 1加入到上述銀前驅(qū)體中，在130°C下上層油相電動(dòng)攪拌、下層水相磁力攪拌2 池，將得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離洗滌，最后將產(chǎn)物干燥即得立方晶型納米銀材料。所述步驟(1)中的硬脂酸銀甲苯溶液濃度為0. 025-0. 0375M。所述步驟(1)中的硼氫化鈉水溶液濃度為0. 075-0. 1M。所述步驟O)中的十二胺與硬脂酸銀的摩爾比為1 8.9。所述步驟O)中的分離洗滌具體為依次用無(wú)水乙醇后和去離子水沖洗后，分離出上層油相溶液，在1 IOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物兩次，再在1 IOOOrmp下離心分離15min。所述步驟⑵中的干燥為于65 70°C干燥2 4h。所述步驟O)中的立方晶型納米銀粒徑的平均直徑為lOnm。有益效果(1)本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，實(shí)驗(yàn)原料價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)性好；(2)得到的立方晶型納米銀顆粒大小為IOnm左右，分散均勻，穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是實(shí)施例1的工藝流程圖；圖2是實(shí)施例1所得產(chǎn)物的X射線(xiàn)衍射圖；圖3是實(shí)施例1所得產(chǎn)物的透射電鏡圖；圖4是對(duì)比例1所得產(chǎn)物的透射電鏡圖；
圖5是對(duì)比例2所得產(chǎn)物的透射電鏡圖；圖6是對(duì)比例3所得產(chǎn)物的透射電鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例11、稱(chēng)取1.5653g(0. 002mol)硬脂酸銀，在130°C下完全溶解在77. 5ml甲苯中，加入 7. 5ml十二胺，磁力攪拌至溶液透明，保存?zhèn)溆茫?、稱(chēng)取0. 4536g(0. 006mol)硼氫化鈉，在常溫下溶解在80ml去離子水中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉按體積比1 130min內(nèi)加入到步驟1制備的硬脂酸銀甲苯溶液中，在130°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌池，加入IOOml無(wú)水乙醇， 使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml甲苯稀釋?zhuān)暎鯰EM和紫外測(cè)試。剩余油相在IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離 15min，最后真將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，65°C下干燥池，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明，產(chǎn)物平均粒徑為IOnm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖](méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。實(shí)施例21、稱(chēng)取2. ;3480g(0. 003mol)硬脂酸銀，在130°C下完全溶解在77. 5ml甲苯中，加入 7. 5ml十二胺，磁力攪拌至溶液透明，保存?zhèn)溆茫?、稱(chēng)取0. 6048g(0. 008mol)硼氫化鈉，在常溫下溶解在80ml去離子水中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉按體積比1 130min內(nèi)加入到步驟1制備的硬脂酸銀甲苯溶液中，在130°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌池，加入IOOml無(wú)水乙醇， 使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml甲苯稀釋?zhuān)暎鯰EM和紫外測(cè)試。剩余油相在IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離 15min，最后真將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，70°C下干燥4h，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明，產(chǎn)物平均粒徑為IOnm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖](méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。對(duì)比例11、稱(chēng)取1.5653g(0.002mol)硬脂酸銀，在130°C下完全溶解在77. 5ml環(huán)己烷中，加入7. 5ml十二胺，磁力攪拌至溶液透明，保存?zhèn)溆茫?、稱(chēng)取0. 4536g(0. 006mol)硼氫化鈉，在常溫下溶解在80ml去離子水中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉30min內(nèi)加入到步驟1制備的硬脂酸銀環(huán)己烷溶液中，在130°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌池，加入IOOml無(wú)水乙醇，使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml環(huán)己烷稀釋?zhuān)?，做TEM和紫外測(cè)試。剩余油相在IlOOOrmp 下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min，最后將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，65°C下烘烤池，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明，納米銀平均粒徑也為IOnm左右，但是比用甲苯溶液做出的略大一點(diǎn)，而且大小不太均一，分散很均勻，沒(méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。對(duì)比例21、稱(chēng)取1.5653g(0. 002mol)硬脂酸銀，在130°C下完全溶解在71. 5ml甲苯中，加入 2M的氫氧化鈉溶液6ml和7. 5ml十二胺，磁力攪拌至溶液透明，此時(shí)溶液pH值為11，保存2、稱(chēng)取0. 4536g(0. 006mol)硼氫化鈉，在常溫下溶解在75ml去離子水和2M 5ml 的氫氧化鈉溶液中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉30min內(nèi)加入到步驟1制備的硬脂酸銀甲苯溶液中， 在130°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌池，加入IOOml無(wú)水乙醇，使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml甲苯稀釋?zhuān)?，做TEM和紫外測(cè)試，剩余油相IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min，最后真將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，65°C下烘烤池，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明， 在溶液PH值為11的情況下，合成的納米顆粒幾乎全部團(tuán)聚，分散的也不均勻，這說(shuō)明反應(yīng)的過(guò)程中，不加堿得到的效果會(huì)更好一些。對(duì)比例31、稱(chēng)取1.5653g(0. 002mol)硬脂酸銀，在120°C下完全溶解在77. 5ml甲苯中，加入 7. 5ml十二胺，磁力攪拌至溶液透明，保存?zhèn)溆茫?、稱(chēng)取0. 4536g(0. 006mol)硼氫化鈉，在常溫下溶解在80ml去離子水中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉30min內(nèi)加入到步驟1制備的硬脂酸銀甲苯溶液中， 在130°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌池，加入IOOml無(wú)水乙醇，使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml甲苯稀釋?zhuān)暎鯰EM和紫外測(cè)試。剩余油相在IlOOOrmp 下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min，最后真將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，65°C下烘烤池，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明，得到的納米銀平均粒徑也在IOnm左右，但是與在130°C甲苯溶液中相比，會(huì)有局部顆粒發(fā)生嚴(yán)重團(tuán)聚現(xiàn)象，而且分散的不夠均勻。
權(quán)利要求
1.一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，包括(1)將硬脂酸銀在130°c下溶解在甲苯中，加入十二胺，攪拌至溶液澄清透明得銀前驅(qū)體；將硼氫化鈉在常溫下溶解在去離子水中，攪拌均勻得硼氫根前驅(qū)體；(2)將上述硼氫根前驅(qū)體按體積比1 1加入到上述銀前驅(qū)體中，在130°C下上層油相電動(dòng)攪拌、下層水相磁力攪拌2 池，將得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離洗滌，最后將產(chǎn)物干燥即得立方晶型納米銀材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，其特征在于所述步驟(1)中的硬脂酸銀甲苯溶液濃度為0. 025-0. 0375M。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，其特征在于所述步驟(1)中的硼氫化鈉水溶液濃度為0. 075-0. 1M。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，其特征在于所述步驟O)中的十二胺與硬脂酸銀的摩爾比為1 8.9。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，其特征在于所述步驟O)中的分離洗滌具體為依次用無(wú)水乙醇后和去離子水沖洗后，分離出上層油相溶液，在1 IOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物兩次，再在1 IOOOrmp下離心分離15min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，其特征在于所述步驟⑵中的干燥為于65 70°C干燥2 4h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，其特征在于所述步驟O)中的立方晶型納米銀粒徑的平均直徑為lOnm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油水界面法制備立方晶型納米銀材料的方法，包括(1)將硬脂酸銀在130℃下溶解在甲苯中，加入十二胺，攪拌至溶液澄清透明得銀前驅(qū)體；將硼氫化鈉在常溫下溶解在去離子水中，攪拌均勻得硼氫根前驅(qū)體；(2)將上述硼氫根前驅(qū)體加入到上述銀前驅(qū)體中，在130℃下上層油相電動(dòng)攪拌、下層水相磁力攪拌2～3h，將得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離洗滌，最后將產(chǎn)物干燥即得。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，得到的立方晶型納米銀顆粒分散均勻，穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102179526SQ20111009713
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者周興平, 朱傳增 申請(qǐng)人:東華大學(xué)