專利名稱：一種高分散納米銀顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬粉體材料的制備，具體地說是一種高分散納米銀顆粒的制備方法。
背景技術(shù)：
納米銀具有很高的表面活性和催化性能，在電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、催化等許多領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊，它可以用作集成電路中的導(dǎo)電銀漿，如果在化纖中加入少量的納米銀，可以改變化纖品的某些性能，并且具有很強的殺茵能力，將納米銀負載在多孔吸附材料上，可以制成具有殺菌作用的空氣凈化材料，納米銀晶體作為稀釋致冷機的熱交換器效率較傳統(tǒng)材科高30％，納米銀還可以與其他金屬形成具有特殊性能合金金屬。由于納米銀的諸多用途，其制備及應(yīng)用日益得到重視。納米銀的制備方法主要有兩大類，為物理方法和化學(xué)方法。物理方法一般采用真空蒸發(fā)和真空濺射法，產(chǎn)量低、成本高、尺寸單一；機械研磨法雖然產(chǎn)量高，但產(chǎn)物純度比較差；化學(xué)方法目前主要采用化學(xué)沉積法、化學(xué)氧化還原法、化學(xué)輻射法等，這些方法各有千秋，但都存在一定缺點。如專利CN1128188A尺寸可控納米銀的制備方法雖然方法簡單、成本較低，但由于沒有使用保護劑，實際所得納米銀顆粒粒徑仍然較大。本發(fā)明采用的液相化學(xué)還原法，以多元醇(乙二醇或丙二醇)作為溶劑和還原劑，以聚合物(PVP或聚羧酸類梳型聚合物)作為保護劑，在一定條件下，還原銀鹽(硝酸銀)，制備高分散納米銀顆粒。該方法生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量高，生產(chǎn)的納米銀粒徑小，容易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用液相化學(xué)還原法，以多元醇作為溶劑和還原劑，以聚合物作為保護劑，在一定條件下，還原銀鹽制備高分散納米銀顆粒的制備方法。它生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量高，得到的納米銀粒徑小，容易控制。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種高分散納米銀顆粒的制備方法，它是以硝酸銀與多元醇混合在高分子保護劑存在的條件下，制備出納米銀顆粒，其具體步驟如下(1)取多元醇，在10～300轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下，將高分子保護劑加入，并加熱到120～190℃；(2)將AgNO3加入到上述多元醇中，保持溫度繼續(xù)攪拌至1-120分鐘后，冷水浴冷卻至室溫；(3)使用有機溶劑對上述溶液進行洗滌、分離，并反復(fù)多次；(4)將洗滌后的溶液在真空干燥箱中烘干，溫度為50～60℃，烘干時間為5～10小時，得到納米銀顆粒。
所述多元醇為乙二醇、丙二醇或兩者的混合物。
所述AgNO3與多元醇重量比值為0.001～0.340。
所述保護劑為聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚羧酸類梳型聚合物或兩者的混合物。
所述保護劑與AgNO3重量比值為0.1～10。
所述聚羧酸類梳型聚合物為丙烯酸系或烯丙基聚醚系梳型聚合物或兩者的混合物。
所述丙烯酸系梳型聚合物為一種共聚物A，其中共聚物A的重均分子量為2000～50000，它是由按重量計為50～95％的烷氧基聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(I)與按重量計為5～40％的(甲基)丙烯酸(II)及按重量計為0～30％的可共聚的其它單體(III)形成的共聚物。
所述烯丙基聚醚系梳型聚合物為一種共聚物B，其中共聚物B的重均分子量為2000～50000，它是由按重量計為50～95％的C2～C8的烯基聚亞烷基二醇醚類單體(I)與按重量計為5～40％的不飽和羧酸類單體(II)及按重量計為0～30％的可共聚的其它單體(III)制備得到的共聚物。
在制備過程中，以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作為保護劑，可以保護Ag顆粒不團聚，其原因一般歸于Ag+與PVP首先形成配位絡(luò)合物使Ag+濃度下降，從而降低化學(xué)反應(yīng)的電極電位，使生成反應(yīng)Ag反應(yīng)速率下降，生成的Ag顆粒晶核較小。Ag顆粒晶核一旦形成，因為Ag是疏水性的，所以被PVP的疏水乙烯鏈所包裹，極性的含氧和氮原子的五元環(huán)朝向溶液，PVP在Ag顆粒表面形成吸附層，使Ag顆粒很好地懸浮在溶液中，防止納米粒子進一步長大，同時增大顆粒之間的斥力，防止團聚。
在制備過程中，以聚羧酸類梳型聚合物作為保護劑時，梳型聚合物分子的主鏈吸附在Ag顆粒上，而側(cè)鏈朝外、向溶劑伸展，提供空間位阻作用與靜電斥力作用，保護Ag顆粒不團聚。
采用本發(fā)明制備的納米銀顆粒粒徑小，單分散性好，可根據(jù)硝酸銀的濃度與反應(yīng)時間來控制生成銀顆粒的粒徑尺寸。


圖1為本發(fā)明實施例1的納米銀掃描電鏡2為本發(fā)明實施例2的納米銀透射電鏡3為本發(fā)明實施例3的納米銀透射電鏡4為本發(fā)明實施例3的納米銀X射線衍射(XRD)圖
具體實施例方式
實施例1(1)取140g乙二醇，再攪拌速度為180轉(zhuǎn)/分攪拌下，將2.4g聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)加入到乙二醇內(nèi)，加熱到160℃。
(2)將2.4g的AgNO3加入上述乙二醇中，保持溫度攪拌20分鐘后，冷水浴冷卻至室溫。
(3)用無水乙醇洗滌上述溶液，并在高速離心機中離心分離，反復(fù)多次，將溶液中的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)及其他雜質(zhì)離子去除。
(4)將洗滌后的溶液在真空干燥箱中烘干，溫度為50～60℃，烘干時間為8小時，即可得到黑色納米銀顆粒。
實施例2(1)取140g丙二醇，在攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分攪拌下，將2.4g聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)加入到丙二醇內(nèi)，加熱到160℃。
(2)將2.4g的AgNO3加入上述丙二醇中，保持溫度攪拌15分鐘后，冷水浴冷卻至室溫。
(3)用無水乙醇洗滌上述溶液，并在高速離心機中離心分離，反復(fù)多次，將溶液中的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)及其他雜質(zhì)離子去除。
(4)將洗滌后的溶液在真空干燥箱中烘干，溫度為50～60℃，烘干時間為8小時，即可得到黑色納米銀顆粒。
實施例3(1)取140g丙二醇，在攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌下，將5.1g濃度47％的烯丙基聚醚系梳型聚合物加入到丙二醇內(nèi)，加熱到160℃。
采用的烯丙基聚醚系梳型聚合物，結(jié)構(gòu)為
n為10～30的整數(shù)y∶x∶z＝50％∶45％∶5％(mol)R是CH3或HMw＝3500(2)將2.4g的AgNO3加入丙二醇中，保持溫度攪拌15分鐘后，冷水浴冷卻至室溫。
(3)用無水乙醇洗滌上述溶液，并在高速離心機中離心分離，反復(fù)多次，將溶液中的烯丙烯酸系梳型聚合物及其他雜質(zhì)離子去除。
(4)將洗滌后的溶液在真空干燥箱中烘干，溫度為50～60℃，烘干時間為8小時，即可得到黑色納米銀顆粒。
權(quán)利要求
1.一種高分散納米銀顆粒的制備方法，其特征在于它是以硝酸銀與多元醇混合在高分子保護劑存在的條件下，制備出納米銀顆粒，其具體步驟如下(1)取多元醇，在10～300轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下，將高分子保護劑加入，并加熱到120～190℃；(2)將AgNO3加入到上述多元醇中，保持溫度繼續(xù)攪拌1-120分鐘后，冷水浴冷卻至室溫；(3)使用有機溶劑對上述溶液進行洗滌、分離，并反復(fù)多次；(4)將洗滌后的溶液在真空干燥箱中烘干，溫度為50～60℃，烘干時間為5～10小時，得到納米銀顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述多元醇為乙二醇、丙二醇或兩者的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述AgNO3與多元醇重量比值為0.001～0.340。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述保護劑為聚乙烯基吡咯烷酮、聚羧酸類梳型聚合物或兩者的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述保護劑與AgNO3重量比值為0.1～10。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述聚羧酸類梳型聚合物為丙烯酸系或烯丙基聚醚系梳型聚合物或兩者的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，，其特征在于所述丙烯酸系梳型聚合物為一種共聚物A，其中共聚物A的重均分子量為2000～50000，它是由按重量計為50～95％的烷氧基聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(I)與按重量計為5～40％的(甲基)丙烯酸(II)及按重量計為0～30％的可共聚的其它單體(III)形成的共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，，其特征在于所述烯丙基聚醚系梳型聚合物為一種共聚物B，其中共聚物B的重均分子量為2000～50000，它是由按重量計為50～95％的C2～C8的烯基聚亞烷基二醇醚類單體(I)與按重量計為5～40％的不飽和羧酸類單體(II)及按重量計為0～30％的可共聚的其它單體(III)制備得到的共聚物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高分散納米銀顆粒的制備方法，它采用化學(xué)還原法，以多元醇為還原劑及溶劑，在高分子保護劑存在的情況下，將硝酸銀在高溫下還原，得到高分散納米銀顆粒；所述多元醇為乙二醇、丙二醇，高分子保護劑為聚乙烯吡咯烷酮或聚羧酸類梳型聚合物。本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)周期短，可根據(jù)硝酸銀的濃度與反應(yīng)時間來控制生成銀顆粒的粒徑尺寸。
文檔編號C09C3/00GK1903946SQ20051002823
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者鄭柏存, 傅樂峰, 丁亮 申請人:上海三瑞化學(xué)有限公司