花狀銀微米顆粒的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種花狀銀微米顆粒的合成方法，首先分別稱取抗壞血酸固體粉末和硝酸銀晶體，將其分別溶解在去離子水中后待用；將配置的抗壞血酸溶液加入硝酸銀溶液中，抗壞血酸與硝酸銀的摩爾比為0.8～1.2∶1；加畢立即向混合溶液中加入已經(jīng)清洗干凈的不銹鋼片；不銹鋼片加入后對反應(yīng)物料磁力攪拌180min～360min，反應(yīng)結(jié)束；反應(yīng)結(jié)束后的物料中的不銹鋼片取出后離心分離，沉淀洗滌后干燥得到花狀銀微米顆粒。本發(fā)明的制備方法對產(chǎn)物的形貌可控，操作簡單，條件溫和并且重復(fù)性好。
【專利說明】花狀銀微米顆粒的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銀顆粒的形貌控制合成方法，具體涉及一種花狀銀微米顆粒的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銀具有獨(dú)特的催化、抗菌、非線性光學(xué)及導(dǎo)電導(dǎo)熱等特性，在無機(jī)抗菌劑、催化材料、導(dǎo)電漿料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。銀的性質(zhì)和應(yīng)用均強(qiáng)烈依賴于銀顆粒的尺寸和形貌。目前具有不同形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的銀被合成出來。
[0003]納米金屬粒有團(tuán)聚和架橋現(xiàn)象，其納米效應(yīng)和比表面積受到限制?；罱Y(jié)構(gòu)可以有效避免團(tuán)聚和架橋現(xiàn)象，具有聞表面積、聞反應(yīng)活性的特性。
[0004]關(guān)于花狀銀結(jié)構(gòu)材料的合成方法，中國專利文獻(xiàn)CN 103273082 A公開了一種花狀球形銀粉的制備方法，分別配置硝酸銀溶液和還原劑溶液，所述還原劑溶液為硫酸亞鐵溶液；向硝酸銀溶液中加入絡(luò)合劑，所述絡(luò)合劑至少為二元及二元以上的有機(jī)酸、二元及二元以上的有機(jī)酸酐和二元及二元以上的有機(jī)酸鹽之一；將硝酸銀溶液和還原劑溶液冷卻降溫至0°C?20°C ;將還原劑加入到硝酸銀溶液中，不斷攪拌直至溶液顏色不再變化，反應(yīng)停止；離心分離或自然沉降后，用去離子水和無水乙醇依次洗滌，真空干燥后獲得粒徑在0.5?3 μ m范圍的花狀球形銀粉。
[0005]中南大學(xué)陽素玉的碩士論文《多形貌納米銀的制備及其可控性研究》中采用水熱法，在表面分散劑PVP存在下，以抗壞血酸還原硝酸銀，合成了大小尺寸為I?2 μ m左右的花狀納米銀自組裝結(jié)構(gòu)，其基本單元結(jié)構(gòu)由直徑120nm左右，長度大約為I μ m左右的銀納米棒均勻組裝而成。最佳實(shí)驗(yàn)條件為:反應(yīng)溫度150°C，反應(yīng)時(shí)間為10h，硝酸銀濃度9.968mM, AsA 濃度為 9.968mM, PVP 濃度為 0.171mM。
[0006]張波等于2010年8月發(fā)表在《高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)》上的《花狀銀微納米結(jié)構(gòu)的合成及SERS性質(zhì)》一文中提供了一種用硝酸調(diào)節(jié)pH值和檸檬酸三鈉共存的體系中以抗壞血酸還原硝酸銀制備由納米片組成的花狀銀微納米結(jié)構(gòu)的方法。這種制備方法使用檸檬酸作為鰲合劑，用濃硝酸調(diào)節(jié)pH值，只有當(dāng)溶液的pH值在3.5左右時(shí)，才能得到良好形貌的銀微納米結(jié)構(gòu)，具有腐蝕性，操作較為繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時(shí)間短的花狀銀微米顆粒的合成方法。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種花狀銀微米顆粒的合成方法，包括以下步驟: ①分別稱取抗壞血酸固體粉末和硝酸銀晶體，將其分別溶解在去離子水中后待用。
[0009]②將步驟①配置的抗壞血酸溶液加入硝酸銀溶液中，加畢立即向混合溶液中加入已經(jīng)清洗干凈的不銹鋼片；抗壞血酸與硝酸銀的摩爾比為0.8?1.2: I ;不銹鋼片加入后對反應(yīng)物料磁力攪拌180min?360min ,反應(yīng)結(jié)束。[0010]③將步驟②反應(yīng)結(jié)束后的物料中的不銹鋼片取出后離心分離，沉淀洗滌后干燥得到花狀銀微米顆粒。
[0011]可選的，上述步驟②不銹鋼片加入后對反應(yīng)物料磁力攪拌的同時(shí)用微型泵向反應(yīng)物料中通入空氣。
[0012]優(yōu)選的，步驟①配置的硝酸銀溶液的濃度為0.5 mol/L?0.75mol/L。
[0013]優(yōu)選的，步驟①配置的抗壞血酸溶液的濃度為0.5 mol/L?0.70mol/L。
[0014]上述步驟②加入的不銹鋼片為201、202、301、304、316、631、321、430或410不銹鋼片。
[0015]優(yōu)選的，步驟②不銹鋼片的加入量為每20mL反應(yīng)溶液中加入0.1g?5g ;不銹鋼片到成碎片后加入。
[0016]本發(fā)明具有積極的效果:(I)本發(fā)明的合成花狀銀的方法采用抗壞血酸作為還原劑還原硝酸銀，將抗壞血酸水溶液加入到硝酸銀溶液中后立即加入不銹鋼片，在不銹鋼片存在的環(huán)境下硝酸銀被還原，所獲得的銀具有花狀形貌。
[0017](2)本發(fā)明的制備方法對產(chǎn)物的形貌可控，操作簡單，條件溫和并且重復(fù)性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為實(shí)施例1制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片；
圖2為實(shí)施例2制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片；
圖3為實(shí)施例3制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片；
圖4為實(shí)施例4制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片；
圖5為實(shí)施例5制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片；
圖6為實(shí)施例6制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片；
圖7為實(shí)施例7制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片；
圖8為實(shí)施例8制備的花狀銀微米顆粒的SEM照片。
【具體實(shí)施方式】
[0019](實(shí)施例1)
本實(shí)施例花狀銀微米顆粒的合成方法包括以下步驟:
①稱取1.0004g (0.005680 mol)抗壞血酸(CAS號(hào):50-81-7))的白色固體粉末加入到盛有IOmL去離子水的燒杯中，攪拌使抗壞血酸溶解待用，抗壞血酸溶液的濃度為0.5680mol/L。
[0020]稱取0.9987g硝酸銀(0.005879mol)的晶體加入到IOmL去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解待用，硝酸銀溶液的濃度為0.5879 mol/L。
[0021]抗壞血酸與硝酸銀的摩爾比優(yōu)選控制在0.8?1.2: 1，本實(shí)施例中為0.97: I。
[0022]抗壞血酸溶液的濃度優(yōu)選控制在0.5 mol/L?0.7 mol/L ;硝酸銀溶液的濃度優(yōu)選控制在 0.5 mol/L ?0.75mol/L。
[0023]②將步驟①配置的抗壞血酸溶液加入硝酸銀溶液中，加畢立即向混合溶液中加入已經(jīng)清洗干凈的201不銹鋼片1.6021g ;不銹鋼片加入后對反應(yīng)物料磁力攪拌180min?360min (本實(shí)施例中為240min)，反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)溫度為(TC?50°C，優(yōu)選20°C?40°C。[0024]所加入的不銹鋼片是由整片的不銹鋼片剪成碎片后加入，本實(shí)施例中碎片約為綠
豆大小。
[0025]③將步驟②反應(yīng)結(jié)束后的物料中的201不銹鋼片用清潔的鑷子取出，取出的201不銹鋼片用5mL去離子水沖洗，沖洗液并入反應(yīng)后的物料中。
[0026]將已經(jīng)取出了不銹鋼片的反應(yīng)后的物料離心分離，離心分離得到的沉淀用去離子水洗滌10次，洗滌后的產(chǎn)物在氮?dú)夥諊?0°C下干燥。得到銀粉0.6203g，產(chǎn)率97.78%。
[0027]產(chǎn)物的形貌和粒度的觀測在S-3400NII型(日本Hitachi公司生產(chǎn))掃描電子顯微鏡(SEM)下進(jìn)行，以下的實(shí)施例及對比例均采用該臺(tái)儀器進(jìn)行形貌和粒度的觀測。
[0028]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖1，產(chǎn)物具有比較均一的形貌，分散性好。粉末的SEM照片顯示顆粒為玫瑰花狀，顆粒的粒徑在2 μ m左右；并且所述花狀銀微米顆粒的“花瓣”由直徑在0.25 μ m、長度為2.5 μ m左右的銀納米棒均勻組裝而成。
[0029]花狀結(jié)構(gòu)的銀可以有效避免納米金屬粒的團(tuán)聚和架橋現(xiàn)象，具有高表面積、高反應(yīng)活性的特性。
[0030](實(shí)施例2)
本實(shí)施例的花狀銀微米顆粒的合成方法其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于:
步驟①中將1.0006g抗壞血酸加入到IOml去離子水中，攪拌使抗壞血酸溶解；將0.9985g硝酸銀晶體加入到IOml去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解。
[0031]步驟②中將步驟①配置的抗壞血酸溶液加入硝酸銀溶液中，加畢立即向混合溶液中加入已經(jīng)清洗干凈的201不銹鋼片1.6021g ;反應(yīng)物料磁力攪拌的同時(shí)用微型泵向反應(yīng)物料中通入空氣，240min后反應(yīng)結(jié)束?？諝饬髁繛?mL/min。
[0032]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖2，產(chǎn)物具有比較均一的形貌，分散性好。粉末的SEM照片顯示顆粒為玫瑰花狀，顆粒的粒徑在3 μ m左右；并且所述花狀銀微米顆粒的“花瓣”由直徑在0.25 μ m、長度為2.5 μ m左右的銀納米棒均勻組裝而成。
[0033]除本實(shí)施例所用的201不銹鋼片外，也可以向反應(yīng)溶液中加入202、301、304、316、631,321,430或410不銹鋼片；所制得的粉末SEM照片顯示顆粒亦為玫瑰花狀。
[0034](對比例I)
本對比例的花狀銀微米顆粒的合成方法包括以下步驟:
①稱取0.9698g抗壞血酸(CAS號(hào):50-81-7))的白色固體粉末加入到盛有IOmL去離子水的燒杯中，攪拌使抗壞血酸溶解待用。
[0035]稱取0.9991g硝酸銀的晶體加入到IOmL去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解待用。
[0036]②將步驟①配置的抗壞血酸溶液加入硝酸銀溶液中，靜置反應(yīng)240min，反應(yīng)結(jié)束。
[0037]③將步驟②反應(yīng)結(jié)束后的物料離心分離，離心分離得到的沉淀用去離子水洗滌10次，洗滌后的產(chǎn)物在氮?dú)夥諊?0°C下干燥。
[0038]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖3，得到的是大小為300nm?600nm的不規(guī)則銀粒子。
[0039](對比例2)
本對比例的花狀銀微米顆粒的合成方法其余與對比例I相同，不同之處在于:
步驟①中將1.0012g抗壞血酸加入到50ml去離子水中，攪拌使抗壞血酸溶解；將0.9976g硝酸銀晶體加入到50ml去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解。
[0040]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖4，得到的是大小為2.4 μ m左右的類花狀銀顆粒。[0041](對比例3)
本對比例的花狀銀微米顆粒的合成方法其余與對比例I相同，不同之處在于:
步驟①中將1.0OlOg抗壞血酸加入到IOOml去離子水中，攪拌使抗壞血酸溶解；將
0.9926g硝酸銀晶體加入到IOOml去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解。
[0042]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖5，得到的是大小為4μπι左右的類花狀銀顆粒。
[0043](對比例4)
本對比例的花狀銀微米顆粒的合成方法其余與對比例I相同，不同之處在于:
步驟①中將1.0007g抗壞血酸加入到IOml去離子水中，攪拌使抗壞血酸溶解；將
0.9985g硝酸銀晶體加入到IOml去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解。
[0044]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖6，得到的是大小為I μ m左右的類花狀銀顆粒。
[0045](對比例5)
本對比例的花狀銀微米顆粒的合成方法其余與對比例I相同，不同之處在于:
步驟①中將1.0006g抗壞血酸加入到20ml去離子水中，攪拌使抗壞血酸溶解；將
0.9982g硝酸銀晶體加入到20ml去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解。
[0046]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖7，得到的是大小為I μ m?2 μ m的類花狀銀顆粒。
[0047](對比例6)
本對比例的花狀銀微米顆粒的合成方法其余與對比例I相同，不同之處在于:
步驟①中將1.0OOlg抗壞血酸加入到IOOml去離子水中，攪拌使抗壞血酸溶解；將
0.9986g硝酸銀晶體加入到IOOml去離子水中，攪拌使硝酸銀溶解。
[0048]產(chǎn)物的SEM結(jié)果見圖8，得到的是大小為1.2 μ m左右的類花狀銀顆粒。
【權(quán)利要求】
1.一種花狀銀微米顆粒的合成方法，其特征在于包括以下步驟: ①分別稱取抗壞血酸固體粉末和硝酸銀晶體，將其分別溶解在去離子水中后待用； ②將步驟①配置的抗壞血酸溶液加入硝酸銀溶液中，加畢立即向混合溶液中加入已經(jīng)清洗干凈的不銹鋼片；抗壞血酸與硝酸銀的摩爾比為0.8?1.2: I ;不銹鋼片加入后對反應(yīng)物料磁力攪拌180min?360min ,反應(yīng)結(jié)束； ③將步驟②反應(yīng)結(jié)束后的物料中的不銹鋼片取出后離心分離，沉淀洗滌后干燥得到花狀銀微米顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花狀銀微米顆粒的合成方法，其特征在于:步驟②不銹鋼片加入后對反應(yīng)物料磁力攪拌的同時(shí)用微型泵向反應(yīng)物料中通入空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的花狀銀微米顆粒的合成方法，其特征在于:步驟①配置的硝酸銀溶液的濃度為0.5 mo I/L?0.75mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的花狀銀微米顆粒的合成方法，其特征在于:步驟①配置的抗壞血酸溶液的濃度為0.5 mol/L?0.70mol/Lo
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的花狀銀微米顆粒的合成方法，其特征在于:步驟②加入的不銹鋼片為 201、202、301、304、316、631、321、430 或 410 不銹鋼片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的花狀銀微米顆粒的合成方法，其特征在于:步驟②不銹鋼片的加入量為每20mL反應(yīng)溶液中加入0.1g?5g ;不銹鋼片剪成碎片后加入。
【文檔編號(hào)】B22F9/24GK103551589SQ201310526203
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】張春勇, 鄭純智, 文穎頻, 張國華, 關(guān)明云, 沙路迪, 吳桐, 程潔紅 申請人:江蘇理工學(xué)院