專利名稱：一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一維納米材料的制備方法，尤其是一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀 納米線的方法。
背景技術(shù)：
一維納米材料，如納米線、納米帶、納米纖維、納米棒、納米管等，由于其具有獨(dú)特的 光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化等物理化學(xué)性質(zhì)，因此在光導(dǎo)纖維、表面增強(qiáng)熒光光譜、表面增強(qiáng) 拉曼光譜(SERS)、超大規(guī)模集成電路(ULSC)、化學(xué)/生物傳感器、納米探針、納米復(fù)合材 料等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著光電元器件的集成化和微型化，具有優(yōu)異導(dǎo)電和導(dǎo)熱性 能的金屬納米線越來越受到人們的關(guān)注和重視，在眾多金屬中，銀的導(dǎo)電性能最好，銀納米 線也因此成為開發(fā)的熱點(diǎn)。目前制備銀納米線的方法較多，主要有模板制備法、溶液反應(yīng)法 等。但是，以上方法在不同程度上存在著易污染環(huán)境、還原溫度高、成本高、制備過程復(fù)雜 的缺點(diǎn)。例如，專利ZL02159098.2 (溶液反應(yīng)法)在制備銀納米線的過程中使用了鈦酸丁酯、 乙酰丙酮、DMF等化學(xué)試劑，不僅大大的增加了生產(chǎn)成本，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染； 專利ZL200510060864.3 (溶液反應(yīng)法)、CN1709791A (溶液反應(yīng)法)、CN101220506A (溶 液反應(yīng)法)制備銀納米線的溫度范圍分別是140 20(TC、 100 150°C、 100 200°C，存在著 制備溫度較高、能耗大的缺點(diǎn)；專利ZL02151277.9 (模板制備法)則存在著制備工藝路線復(fù) 雜的缺點(diǎn)。YugangSun等人則通過引入Pt納米顆粒作為晶種，以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)為 保護(hù)劑，利用乙烯乙二醇還原硝酸銀制備出高質(zhì)量、高產(chǎn)率銀納米線[Nano Lett., 2002, 2, 165.]。這是目前制備銀納來線較為簡(jiǎn)便的方法，但該方法具有如下缺點(diǎn)(1)該過程使用了 易污染環(huán)境的化學(xué)試劑PVP和乙烯乙二醇；(2)還原溫度相對(duì)較高(160'C); (3)以價(jià)格昂 貴的Pt納米顆粒作為晶種，制備成本較高；(4)所得的銀納米線并非單昂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝既簡(jiǎn)便快捷，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保、反應(yīng)條件溫和的利用植物生 物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法。
本發(fā)明包括以下步驟1) 將0.5 4.0g植物葉干粉加入50mL蒸餾水煮沸，冷卻至室溫后過濾，濾液用蒸餾水 定容至50mL，得濃度為10 80g/L的植物葉提取液；
2) 將步驟1)所得的植物葉提取液與摩爾濃度為0.5 8mmol/L的硝酸銀溶液混合，置 于水浴搖床中振蕩反應(yīng)，得產(chǎn)物單晶銀納米線。
所述植物葉最好為臘腸葉等；煮沸后最好保持1 10min再冷卻至室溫。 按體積比，植物葉提取液硝酸銀溶液最好為1 : 1,所述水浴最好為20 4(TC的恒溫 水浴，搖床中振蕩反應(yīng)的時(shí)間最好為12 72h。
所得產(chǎn)物單晶銀納米線的長(zhǎng)度一般為0.2 60|uin，平均直徑一般為20 100nm。 本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，除硝酸銀以外無需添加其它化學(xué)試劑，反應(yīng)條件溫和，制備方法既 簡(jiǎn)便快捷又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。制備的銀納米線在水溶液中分散性良好、穩(wěn)定性高，在導(dǎo)電導(dǎo)熱、抗 菌等納米復(fù)合材料的制備、納米器件組裝、化學(xué)/生物傳感器、納米探針、表面增強(qiáng)熒光光譜、 表面增強(qiáng)拉曼光譜等光學(xué)、電學(xué)和材料學(xué)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。


圖1為實(shí)施例1制備的銀納米線的透射電鏡(TEM)圖。在圖1中，標(biāo)尺為0.5pm。 圖2為實(shí)施例1制備的銀納米線的選區(qū)電子衍射(SAED)圖。 圖3為實(shí)施例2制備的銀納米線的TEM圖。 圖4為實(shí)施例3制備的銀納米線的TEM圖。
圖5為實(shí)施例4制備的銀納米線的TEM圖。在圖5中，標(biāo)尺為lnm。 圖6為實(shí)施例5制備的銀納米線的TEM圖。在圖6中，標(biāo)尺為500nm。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
準(zhǔn)確稱取2.0g研磨好的臘腸葉干粉，加50mL蒸餾水煮沸后保持5min，待煮液冷卻至室 溫后過濾，濾液用蒸餾水定容至50mL，得濃度為40g/L的臘腸葉提取液；取25mL該提取液 與25mL、摩爾濃度為2mmol/L的硝酸銀溶液混合，置于恒溫水浴搖床(30°C、 150rpm)中 振蕩反應(yīng)24h，即可得長(zhǎng)度0.5 15pm，平均直徑52.7nm的銀納米線。圖1給出本實(shí)施例制 備的銀納米線的TEM圖片，從圖1中可以看出有銀納米線的生成。圖2給出本實(shí)施例制備的 銀納米線的SAED圖片，從圖2中可以看出衍射花樣是規(guī)則排列的斑點(diǎn)，從而證明所得的銀 納米線為單晶。
實(shí)施例220091 準(zhǔn)確稱取2.0g研磨好的臘腸葉干粉，加50mL蒸餾水煮沸后保持5min，待煮液冷卻至室 溫后過濾，濾液用蒸餾水定容至50mL，得濃度為40g/L的臘腸葉提取液；取50mL該提取液 與50mL、摩爾濃度為2mmol/L的硝酸銀溶液混合，置于恒溫水浴搖床G0'C、 150rpm)中 振蕩反應(yīng)48h，即可得長(zhǎng)度0.5 30nm，平均直徑85.4nm的銀納米線。圖3為本實(shí)施例制備 的銀納米線的TEM圖片，從圖3中可以看出許多銀納米線的生成。
實(shí)施例3
準(zhǔn)確稱取2.0g研磨好的臘腸葉干粉，加50mL蒸餾水煮沸后保持5min，待煮液冷卻至室 溫后過濾，濾液用蒸餾水定容至50mL，得濃度為40g/L的臘腸葉提取液；取25mL該提取液 與25mL、摩爾濃度為3mmol/L的硝酸銀溶液混合，置于恒溫水浴搖床G(TC、 150rpm)中 振蕩反應(yīng)52h，即可得長(zhǎng)度0.3 6(Him，平均直徑67.6nm的銀納米線。圖4為本實(shí)施例制備 的銀納米線的TEM圖片，從圖4中可以看出大量銀納米線的生成。
實(shí)施例4
準(zhǔn)確稱取4.0g研磨好的臘腸葉干粉，加50mL蒸餾水煮沸后保持10min，待煮液冷卻至 室溫后過濾，濾液用蒸餾水定容至50mL，得濃度為80g/L的臘腸葉提取液；取25mL該提取 液與25mL、摩爾濃度為8mmol/L的硝酸銀溶液混合，置于恒溫水浴搖床(20°C、 150rpm) 中振蕩反應(yīng)72h，即可得長(zhǎng)度0.5 20pm，平均直徑為50.6nm的銀納米線。圖5為本實(shí)施例 制備的銀納米線的TEM圖片，從圖5中可以看出有銀納米線的生成。
實(shí)施例5
準(zhǔn)確稱取0.5g研磨好的臘腸葉干粉，加50mL蒸餾水煮沸后保持lmin，待煮液冷卻至室 溫后過濾，濾液用蒸餾水定容至50mL，得濃度為10g/L的臘腸葉提取液；取25mL該提取液 與25mL、摩爾濃度為0.5mmol/L的硝酸銀溶液混合，置于恒溫水浴搖床(40'C、 150rpm) 中振蕩反應(yīng)12h，即可得長(zhǎng)度0.3 12pm，平均直徑42.4nm的銀納米線。圖6為本實(shí)施例制 備的銀納米線的TEM圖片，從圖6中可以看出有銀納米線的生成。
權(quán)利要求
1. 一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法，其特征在于包括以下步驟1)將0. 5～4.0g植物葉干粉加入50mL蒸餾水煮沸，冷卻至室溫后過濾，濾液用蒸餾水定容至50mL，得濃度為10～80g/L的植物葉提取液；2)將步驟1)所得的植物葉提取液與摩爾濃度為0.5～8mmol/L的硝酸銀溶液混合，置于水浴搖床中振蕩反應(yīng)，得產(chǎn)物單晶銀納米線。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法，其特征在于 所述植物葉為臘腸葉。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法，其特征在于 煮沸后保持1 10min再冷卻至室溫。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法，其特征在于 按體積比，植物葉提取液硝酸銀溶液為1:1。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法，其特征在于 所述水浴為20 4(TC的恒溫水浴。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法，其特征在于 搖床中振蕩反應(yīng)的時(shí)間為12 72h。
全文摘要
一種利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法，涉及一種一維納米材料的制備方法。提供一種工藝既簡(jiǎn)便快捷，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保、反應(yīng)條件溫和的利用植物生物質(zhì)還原制備單晶銀納米線的方法。將0.5～4.0g植物葉干粉加入50mL蒸餾水煮沸，冷卻至室溫后過濾，濾液用蒸餾水定容至50mL，得濃度為10～80g/L的植物葉提取液；將植物葉提取液與摩爾濃度為0.5～8mmol/L的硝酸銀溶液混合，置于水浴搖床中振蕩反應(yīng)，得產(chǎn)物單晶銀納米線。
文檔編號(hào)C30B7/14GK101498037SQ20091011090
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者堯 周, 孫道華, 李清彪, 欣 楊, 林麗芹, 王惠璇, 王文塔, 黃加樂 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)