專利名稱：一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硫化銀的制備方法。
背景技術(shù)：
硫化銀作為一種直接窄帶系半導(dǎo)體，因其具有好的化學(xué)穩(wěn)定性和光電特性已經(jīng)作 為廣泛應(yīng)用于光電池、光電導(dǎo)體、光催化劑和IR探測(cè)器等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的制備硫化銀的微乳 法是將硫源材料分散于加有表面活性劑和助表面活性劑的溶劑中，通過(guò)表面活性劑和助表 面活性劑所構(gòu)成的微小“水池”阻止納米顆粒的聚集，從而控制顆粒粒徑。該法必須使用表 面活性劑來(lái)抑制團(tuán)聚，從而使制備成本升高，而且得到硫化銀微粒的粒徑為20nm 80nm， 粒徑大，在水中易沉積于底，分散性不好，不利于應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的制備硫化銀的微乳法需要加入表面活性劑使成本升高 及制備的硫化銀粒徑大，在水中易沉底的問(wèn)題，而提供一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉 淀-聚合合成的方法。本發(fā)明的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成的方法按以下步驟進(jìn) 行一、按lg硝酸銀加入24mL 26mL體積濃度為95%的乙醇的比例，稱取硝酸銀和體積 濃度為95%的乙醇，并將硝酸銀加入到乙醇中，然后放在頻率為30kHz 50kHz的超聲處 理器中處理30min 50min，得到硝酸銀溶液；二、按甲苯與步驟一中乙醇的體積比為1:1、 3_巰丙基三甲氧基硅烷與步驟一中的硝酸銀的質(zhì)量比為1.4 1.6:1稱取甲苯和3-巰丙 基三甲氧基硅烷，然后將甲苯加入到經(jīng)步驟一得到的硝酸銀溶液中，攪拌5min lOmin后， 再逐滴加入3-巰丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌55min 65min，得到溶膠；三、 將經(jīng)步驟二得到的溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓反應(yīng)釜中，在溫度為155°C 165°C 的條件下水熱處理5. 5h 6. 5h，然后冷卻至室溫，得到膏狀物；四、將經(jīng)步驟三得到的膏狀 物，在溫度為110°C 130°C的條件下蒸餾；五、將經(jīng)步驟四處理的膏狀物在溫度為70°C 90°C的條件下干燥llh 13h，得到粉末；六、將經(jīng)步驟五得到的粉末放在管式爐中，用氮?dú)?保護(hù)，在溫度為590°C 610°C的條件下焙燒llOmin 130min，即得可漂浮硫化銀納米晶。本發(fā)明的采用3-巰丙基三甲氧基硅烷作為合成硫化銀納米晶的硫源，3-巰丙基 三甲氧基硅烷緩慢釋放硫離子，這對(duì)于形成小粒子尺寸的硫化銀是十分有利的，而且3-巰 丙基三甲氧基硅烷水解或醇解后硅烷氧基變?yōu)楣枇u基，進(jìn)而脫水縮合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使生成的球形硫化銀納米晶在一種化學(xué)鍵的作用下被吸附在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上，使硫化 銀納米晶具有漂浮性，所以加入3-巰丙基三甲氧基硅烷，使硫化銀納米晶的分散性提高， 使粒徑變小，不使用任何的表面活性劑抑制團(tuán)聚，使成本降低，本發(fā)明的方法制備的硫化銀 納米晶為球形顆粒，粒徑為2nm 20nm，可以漂浮在水面上，制備方法的反應(yīng)條件溫和，易 于控制。本發(fā)明的方法制備的可漂浮硫化銀納米晶可以用于光電池、光電導(dǎo)體、光催化劑和 IR探測(cè)器等領(lǐng)域。


圖1是具體實(shí)施方式
十九制備的可漂浮硫化銀納米晶的透射電鏡照片；圖2是具 體實(shí)施方式十九制備的可漂浮硫化銀納米晶的X射線衍射譜；圖3是具體實(shí)施方式
十九制 備的可漂浮硫化銀納米晶與P25 二氧化鈦粉的吸附降解光催化曲線。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀_聚合合成 的方法按以下步驟進(jìn)行一、按lg硝酸銀加入24mL 26mL體積濃度為95%的乙醇的比例， 稱取硝酸銀和體積濃度為95%的乙醇，并將硝酸銀加入到乙醇中，然后放在頻率為30kHz 50kHz的超聲處理器中處理30min 50min，得到硝酸銀溶液；二、按甲苯與步驟一中乙醇 的體積比為1:1、3_巰丙基三甲氧基硅烷與步驟一中的硝酸銀的質(zhì)量比為1.4 1.6:1稱 取甲苯和3-巰丙基三甲氧基硅烷，然后將甲苯加入到經(jīng)步驟一得到的硝酸銀溶液中，攪 拌5min lOmin后，再逐滴加入3-巰丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌55min 65min，得到溶膠；三、將經(jīng)步驟二得到的溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓反應(yīng)釜中，在溫 度為155°C 165°C的條件下水熱處理5. 5h 6. 5h，然后冷卻至室溫，得到膏狀物；四、將 經(jīng)步驟三得到的膏狀物，在溫度為110°C 130°C的條件下蒸餾；五、將經(jīng)步驟四處理的膏 狀物在溫度為70°C 90°C的條件下干燥llh 13h，得到粉末；六、將經(jīng)步驟五得到的粉末 放在管式爐中，用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在溫度為590°C 610°C的條件下焙燒llOmin 130min，即得 可漂浮硫化銀納米晶。本實(shí)施方式的采用3-巰丙基三甲氧基硅烷作為合成硫化銀納米晶的硫源，3-巰 丙基三甲氧基硅烷緩慢釋放硫離子，這對(duì)于形成小粒子尺寸的硫化銀是十分有利的，而且 3_巰丙基三甲氧基硅烷水解或醇解后硅烷氧基變?yōu)楣枇u基，進(jìn)而脫水縮合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)， 這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使生成的球形硫化銀納米晶在一種化學(xué)鍵或是某種力的作用下被吸附在網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)上，使硫化銀納米晶具有漂浮性，所以加入3-巰丙基三甲氧基硅烷，使硫化銀納米 晶的分散性提高，使粒徑變小，不使用任何的表面活性劑，使成本降低，本實(shí)施方式的方法 制備的硫化銀納米晶為球形顆粒，粒徑為2nm 20nm，可以漂浮在水面上，制備方法的反應(yīng) 條件溫和，易于控制。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中按lg硝酸銀 加入24. 3mL 25. 7mL體積濃度為95%的乙醇的比例，稱取硝酸銀和體積濃度為95%的乙 醇。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟一中按lg硝 酸銀加入25. OmL體積濃度為95%的乙醇的比例，稱取硝酸銀和體積濃度為95%的乙醇。其 它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟一中將 硝酸銀加入到乙醇后，在頻率為35kHz 47kHz的超聲處理器中處理35min 45min。其它
與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟一中將 硝酸銀加入到乙醇后，在頻率為40kHz的超聲處理器中處理40min。其它與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟二中按 3-巰丙基三甲氧基硅烷與步驟一中的硝酸銀的質(zhì)量比為1. 45 1. 55:1稱取3-巰丙基三 甲氧基硅烷。其它與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟二中按 3_巰丙基三甲氧基硅烷與步驟一中的硝酸銀的質(zhì)量比為1.50:1稱取3-巰丙基三甲氧基硅 烷。其它與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟二中將 甲苯加入到硝酸銀溶液中后，攪拌6min 9min ； 3-巰丙基三甲氧基硅烷滴加完畢后，攪 拌58min 63min。其它與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟二中將 甲苯加入到硝酸銀溶液中后，攪拌7min ； 3-巰丙基三甲氧基硅烷滴加完畢后，攪拌60min。 其它與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟三中 3_巰丙基三甲氧基硅烷滴加速度為Is 3s滴加一滴。其它與具體實(shí)施方式
一至九之一相 同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十之一不同的是步驟三中 水熱的溫度為155°C 165°C，水熱時(shí)間為5. 5h 6. 5h。其它與具體實(shí)施方式
一至十之一 相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十一之一不同的是步驟三 中水熱的溫度為1601，水熱時(shí)間為6.01!。其它與具體實(shí)施方式
一至十一之一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十二之一不同的是步驟四 中蒸餾的溫度為115°C 125°C。其它與具體實(shí)施方式
一至十二之一相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十三之一不同的是步驟四 中蒸餾的溫度為120°C。其它與具體實(shí)施方式
一至十三之一相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十四之一不同的是步驟五 中干燥溫度為72°C 88°C、干燥時(shí)間為11. 5h 12. 5h。其它與具體實(shí)施方式
一至十四之 一相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十五之一不同的是步驟五 中干燥溫度為80°C、干燥時(shí)間為12. Oh。其它與具體實(shí)施方式
一至十五之一相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十六之一不同的是步驟六 中焙燒的溫度為595°C 605°C、焙燒時(shí)間為115min 125min。其它與具體實(shí)施方式
一至 十六之一相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十七之一不同的是步驟六 中焙燒的溫度為600°C、焙燒時(shí)間為120min。其它與具體實(shí)施方式
一至十七之一相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀_聚合合 成的方法按以下步驟進(jìn)行一、按lg硝酸銀加入25mL95% (質(zhì)量為19. 725g)的乙醇的比例， 稱取硝酸銀和95% (質(zhì)量為19.725g)的乙醇，并將硝酸銀加入到乙醇中，然后放在頻率為 40kHz的超聲處理器中處理30min，得到硝酸銀溶液；二、按甲苯與步驟一中乙醇的體積比
5為1:1、3_巰丙基三甲氧基硅烷與步驟一中的硝酸銀的質(zhì)量比為1.5:1的比例稱取甲苯和 3-巰丙基三甲氧基硅烷，然后將甲苯加入到經(jīng)步驟一得到的硝酸銀溶液中，攪拌5min后， 再按3s滴加一滴的速度逐滴加入3-巰丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌60min， 得到溶膠；三、將經(jīng)步驟二得到的溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓反應(yīng)釜中，在溫度為 160°C的條件下水熱處理6h，然后冷卻至室溫，得到膏狀物；四、將經(jīng)步驟三得到的膏狀物， 在溫度為120°C的條件下蒸餾；五、將經(jīng)步驟四處理的膏狀物在溫度為80°C的條件下干燥 12h，得到粉末；六、將經(jīng)步驟五得到的粉末放在管式爐中，用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在溫度為600°C的 條件下焙燒2h，得到可漂浮硫化銀納米晶。本實(shí)施方式得到可漂浮硫化銀納米晶的透射電鏡照片如圖1所示，從圖1可以看 出，可漂浮硫化銀納米晶為近球形，粒徑為5nm 20nm。本實(shí)施方式制備的可漂浮硫化銀納米晶的X射線衍射譜如圖2所示，從圖2可以 看出，可漂浮硫化銀納米晶的結(jié)晶良好，其衍射峰均為硫化銀的特征峰，沒(méi)有其它物質(zhì)生 成。將本實(shí)施方式制備的可漂浮硫化銀納米晶用于降解水溶液中的羅丹明B (RhB)來(lái) 評(píng)價(jià)硫化銀的吸附光催化活性，同時(shí)用相同質(zhì)量的P25 二氧化鈦粉做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，光源為150 W球形氙燈，采用100 mL石英燒杯作為光催化反應(yīng)器，距離光源大約為20 cm，光輻照度為 20 mW.cnT2，羅丹明B起始濃度為10mg/L、體積為40mL，在可見(jiàn)光下照射，得到吸附降解率。 羅丹明B的最大吸收波長(zhǎng)在553nm，可漂浮硫化銀納米晶與P25 二氧化鈦粉的吸附降解光催 化曲線如圖3所示，從圖中可以看出隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，P25 二氧化鈦粉與硫化銀的吸附 光催化降解率都有所增大，但是硫化銀的吸附降解率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于P25 二氧化鈦粉的。當(dāng)降解 時(shí)間為120min時(shí)，用可漂浮硫化銀納米晶作光催化劑的溶液中羅丹明B的濃度降為初始濃 度的10%，而用P25 二氧化鈦粉做光催化劑的溶液中羅丹明B的濃度最低僅為初始濃度的 80%。本實(shí)施方式的采用3-巰丙基三甲氧基硅烷作為合成硫化銀納米晶的硫源，3-巰 丙基三甲氧基硅烷緩慢釋放硫離子，得到硫化銀納米晶，在制備過(guò)程中不加任何的表面活 性劑，使原料成本降低，而且硫化銀納米晶可以漂浮在水面上，用于光催化時(shí)，與液體易分 離回收，制備方法的反應(yīng)條件溫和，易于控制。
權(quán)利要求
一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成的方法，其特征在于可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成的方法按以下步驟進(jìn)行一、按1g硝酸銀加入24mL～26mL體積濃度為95%的乙醇的比例，稱取硝酸銀和體積濃度為95%的乙醇，并將硝酸銀加入到乙醇中，然后放在頻率為30kHz～50kHz的超聲處理器中處理30min～50min，得到硝酸銀溶液；二、按甲苯與步驟一中乙醇的體積比為1:1、3-巰丙基三甲氧基硅烷與步驟一中的硝酸銀的質(zhì)量比為1.4～1.6:1稱取甲苯和3-巰丙基三甲氧基硅烷，然后將甲苯加入到經(jīng)步驟一得到的硝酸銀溶液中，攪拌5min～10min后，再逐滴加入3-巰丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌55min～65min，得到溶膠；三、將經(jīng)步驟二得到的溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓反應(yīng)釜中，在溫度為155℃～165℃的條件下水熱處理5.5h～6.5h，然后冷卻至室溫，得到膏狀物；四、將經(jīng)步驟三得到的膏狀物，在溫度為110℃～130℃的條件下蒸餾；五、將經(jīng)步驟四處理的膏狀物在溫度為70℃～90℃的條件下干燥11h～13h，得到粉末；六、將經(jīng)步驟五得到的粉末放在管式爐中，用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在溫度為590℃～610℃的條件下焙燒110min～130min，即得可漂浮硫化銀納米晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀_聚合合成的方法，其 特征在于步驟一中按Ig硝酸銀加入24. 3mL 25. 7mL體積濃度為95%的乙醇的比例，稱取 硝酸銀和體積濃度為95%的乙醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀_聚合合成的方 法，其特征在于步驟一中將硝酸銀加入到乙醇后，在頻率為35kHz 47kHz的超聲處理器中 處理 35min 45min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀_聚合合成的方法， 其特征在于步驟二中按3-巰丙基三甲氧基硅烷與步驟一中的硝酸銀的質(zhì)量比為1.45 1. 55:1稱取3-巰丙基三甲氧基硅烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成的方 法，其特征在于步驟二中將甲苯加入到硝酸銀溶液中后，攪拌6min 9min ； 3-巰丙基三 甲氧基硅烷滴加完畢后，攪拌58min 63min。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀_聚合合成的方法，其 特征在于步驟三中水熱的溫度為155°C 165°C，水熱時(shí)間為5. 5h 6. 5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成的 方法，其特征在于步驟四中蒸餾的溫度為115°C 125°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀_聚合合成的方法，其 特征在于步驟五中干燥溫度為72°C 88°C、干燥時(shí)間為11. 5h 12. 5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成 的方法，其特征在于步驟六中焙燒的溫度為595°C 605°C、焙燒時(shí)間為115min 125min。
全文摘要
一種可漂浮硫化銀納米晶的同步沉淀-聚合合成的方法，它涉及硫化銀的制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的微乳法需要加入表面活性劑使成本升高及制備的硫化銀粒徑大，在水中易沉底的問(wèn)題。本方法一、配制硝酸銀乙醇溶液；二、向硝酸銀乙醇溶液中加入甲苯，然后滴加3-巰丙基三甲氧基硅烷，攪拌，得到溶膠；三、水熱合成；四、蒸餾；五、干燥；六、焙燒，得到可漂浮硫化銀納米晶。本發(fā)明的可漂浮硫化銀納米晶為球形顆粒，粒徑為2nm～20nm，可以漂浮在水面上，制備時(shí)不用任何的表面活性劑，使成本降低，反應(yīng)條件溫和，易于控制?？捎糜诠怆姵?、光電導(dǎo)體、光催化劑和IR探測(cè)器等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C01G5/00GK101885507SQ201010240919
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者井立強(qiáng), 付宏剛, 秦旭, 范旭欣 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)