水合肼还原法制备纳米银粒子的研究

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纳米银的制备及应用

纳米银的制备及应用

第37卷第9期辽 宁 化 工V o.l37,N o.9 2008年9月L i aoning Che m ical Industry September,2008专论与综述纳米银的制备及应用陈国杰,宫永纯,马 涛(沈阳工业大学高等职业技术学院,辽宁辽阳111003)摘 要: 金属纳米材料是纳米材料的一个重要方面,近几年,纳米银因其有着特殊应用成为金属材料研究的热点。

综述了纳米银的制备方法及其应用。

关 键 词: 纳米银;制备;应用中图分类号: TB383 文献标识码: A 文章编号: 1004 0935(2008)09 0618 03纳米技术是21世纪最有前途的新兴技术,广泛应用于信息、生物、医药、化工、航天、能源和国防等领域,具有巨大的市场潜力。

纳米粒子是指直径在1~100nm之间的粒子,也称为超微粒子。

纳米材料的优异性能取决于其独特的微观结构。

纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,因而显示出不同于常规材料的热、光、电、磁、催化和敏感等特性。

纳米银材料具有很稳定的物理和化学性能,在电子、光学、抗菌和催化等方面具有十分优异的性能,可广泛应由于催化剂材料、电池电极材料、低温导热材料、导电浆料、抗菌材料、医用材料、具有广阔的应用前景[1-2]。

1 纳米银的制备纳米银粒子的制备分为物理法和化学法。

化学法有微乳法、电镀法、氧化还原法和电化学还原法等。

化学制备的银粒子最小可达几纳米,操作简单,容易控制。

缺点是得到的银粒子不易转移和组装,容易包含杂子,而且易发生聚集。

物理法主要是真空蒸镀、溅射镀和激光烧蚀法等。

1.1 化学还原法化学还原法是制备超细粉体的有效和常用的方法之一。

一般是指在液相条件,用还原剂还原银的化合物而制备纳米银粉的方法。

该法是在溶液中加入分散剂,以水合肼、甲醛、多元醇、柠檬酸、糖、有机胺、双氧水等做还原剂,常用的分散剂和保护剂有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、多元醇、油酸、芳香醇酯等。

银纳米粒子的合成和表征实验报告

银纳米粒子的合成和表征实验报告

银纳米粒子的合成和表征一、实验目的1、学会还原法制备银纳米粒子的方法;2、熟练掌握TU-1901紫外分光光度仪测量吸收光谱;3、锻炼实验操作能力以及根据实验现象分析原理,独立思考能力。

二、实验原理1、化学还原法制备纳米银:2KBH4+2AgN0 3+6H232Ag+2KNO 3+2H3BO3+7H2 T(反应开始后BH4由于水解而大量消耗:BH4 +H +2出0一中间体f HBO2+4H2 T 还原法制得的纳米银颗粒杂质含量相对较高,而且由于相互间表面作用能较大,生成的银微粒之间易团聚,所以制得的银粒径一般较大,分布很宽。

2、TU-1902双光束紫外可见分光光度仪测量原理:由于银纳米粒子的粒度不同,对于不同波长的光有不同程度的吸收,根据其吸收特性,即最大吸收峰对应的波长,可以判断粒子的大小。

银纳米粒子平均粒径与2max:三、实验仪器与试剂仪器:电子分析天平、磁力搅拌器、量筒(5mL、烧杯(一大一小)、移液管(5mL、容量瓶(50mL、比色管(50ml)、TU-1902双光束紫外可见光谱仪、滴管、洗瓶、洗耳球、手套等。

药品试剂:1mmol/L AgNO溶液、KBH(固体)、蒸馏水、冰块等。

四、实验步骤、实验现象及数据处理1、配制 1.5mmol/L KBH4 溶液(1)减量法称取0.04gKBH4固体于小烧杯中,少量蒸馏水溶解,转移至50mL 容量瓶中,用蒸馏水洗涤并将洗液转移至容量瓶中(重复3次),用蒸馏水定容至刻度线,摇匀。

得15mmol/L KBH 4溶液。

(2)用移液管移取上述溶液5mL至50mL比色管,用蒸馏水定容至刻度线,摇匀。

得1.5mmol/L KBH 4溶液。

实验数据:m(KBH 4)=22.6177g-22.5792g=0.0385gc i (KBH 4)=m/(MV)=0.0385g/(53.94g/mol >50mL )=14.3mmol/Lc(KBH4)=c i V i/V2=(14.3mmol/L >5mL)/50mL=1.43 mmol/L2、制备纳米银:量筒移取15mL1.5mmol/L KBH 4溶液于烧杯中,放入磁子,在冰浴、搅拌条件下,逐滴加入2.5mL1mmol/LAgNC溶液,继续搅拌15min。

浅析纳米银粉的制备方法

浅析纳米银粉的制备方法

浅析纳米银粉的制备方法【摘要】:银是一种重要的贵金属,被广泛应用于抗菌材料、医药材料、装饰材料、电子浆料、催化剂等领域。

纳米银粉制备技术主要有反相微乳液法、液相还原法、有机还原剂化学还原法、液固相化学法、高分子保护化学还原法等,文章比较了各种方法的优缺点。

【关键词】:纳米银粉;制备方法国内外有关纳米银粉制备的文献和专利报道很多,制备方法主要分为化学方法和物理方法。

化学方法主要有液相化学还原法、电化学法、光化学还原法等,物理方法主要有还原球磨法、蒸发冷凝法及雾化法等。

下面简略地介绍这些制备方法以及相关文献报道。

1反相微乳液法按照油和水的比例不同可以将微乳液分为正相(OPW) ,反相(WPO) 和双连续相微乳液体系。

其中WPO 型微乳液体系适用于无机纳米粒子的制备在WPO 型微乳液体系里,微小的水池被表面活性剂和助表面活性剂组成的单分子层界面膜所包围而形成微乳颗粒,或叫水核,其大小可控制在十到几十纳米之间.水核尺度小却彼此分离,这种特殊的微环境称为“微型反应器”,或纳米反应器。

微乳液法是近年来发展起来的制备纳米粒子的有效方法,该方法具有装置简单、操作容易、粒子可控、不易发生团聚等优点。

2液相化学还原法液相化学还原法是利用化学反应中的氧化还原方法,在液相中将银盐中的银阳离子还原成原子银,从而制备出纳米银粒子。

化学还原法通常以硝酸银、氯化银、银氰化钾等银盐为原料,在有机保护剂(聚乙烯毗咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、Daxad 19, Triton X-100等)存在下,用不同的还原剂进行还原。

还原剂的种类主要有次磷酸钠、水合胜、甲醛、抗坏血酸、葡萄糖、连二亚硫酸钠、NaBH4、单宁、氢酮等。

液相化学还原法工艺简单,容易操作,对设备要求低,易于批量生产,是最具有实用价值的方法之一。

3化学还原/沉积法通过化学还原/沉积的方式,一步获得片状银粉的方法。

该方法制备的片状银粉具有纯度高、片状均匀、亮度好的优点,但由于得到的粉末机械性能差,当银粉与树脂匹配轧制成浆料后,在加热固化时,随着固化温度升高,银片收缩,形成颗粒并变粗,失去银粉光泽而呈银灰色,导致零位电阻增加,该方法还在进一步的研究之中。

银纳米粒子制备方法的研究进展

银纳米粒子制备方法的研究进展

银纳米粒子制备方法的研究进展陆津津,徐红颖(内蒙古化工职业学院,内蒙古呼和浩特 010070) 关键词:银纳主;制备方法;研究进展 中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2020)01—0015—02 纳米粒子因具有比表面积大、小尺寸和宏观等优点,表现出许多一般材料不具有的特性,所以近年来对纳米材料的研究已成为人们关注的热点。

纳米材料的物理、化学性质与其尺寸、大小、结构存在密切的关系,而液相还原法能够有效控制合成具有特定大小、形状、结构的纳米金属材料,是制备金属纳米材料最为普遍的一种方法。

本文比较全面的综述了近年来国内外液相还原法中制备银纳米的研究进展,并对以后还原银未来发展方向进行了展望。

1 水合肼还原制备纳米银水合肼,又称水合联氨,在温和条件下较为稳定,具有碱性,是良好的极性溶剂,许多盐能溶解在水合肼中,所得溶液导电能力较强。

水合肼作为一种无机氢化物还原剂在工业中有着许多十分独特的优势,尤其在液相还原法还原金属离子方面,是一种被普遍使用、还原能力较强的还原剂。

从金属离子价态的变化来看,还原金属到零价态,多选用碱性介质,用于金属纳米材料的制备。

而水合肼在酸性溶液和碱性溶液中的还原能力和还原机理是不同的,从热力学角度上讲,虽然肼在酸性溶液中有氧化性,从氧化剂的角度来看,它的反应速度很慢,无实际意义,在酸性溶液中水合肼还原能力弱,一般需要催化剂催化分解,在强碱环境中,水合肼还原能力很强,常温下即可还原惰性金属离子。

液相还原法中,肼作为还原剂能将金属离子从盐溶液或金属有机物在溶剂中还原出来,肼还原所得材料纯度高、细致均匀、成本低、生产效率高、清洁环保,水合肼作为还原剂在纳米材料的制备上有独特的优势及广泛的应用。

李永舫[1]等研究组在30-40℃,pH≈9情况下,以苯胺作保护剂,肼作为还原剂与配位剂,制得纳米六角状颗粒,而用柠檬酸钠做还原剂与配位剂可制得银纳米颗粒以及棒状结构。

水热还原法制备银纳米颗粒

水热还原法制备银纳米颗粒

水热还原法制备银纳米颗粒一要紧研究内容:金属纳米颗粒的现状及水热法简介银纳米颗粒的制备与其性质分析银纳米颗粒的应用结论和展望二水热法原理、装置及其特点水热法是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。

1900 年后科学家们成立了水热合成理论,以后又开始转向功能材料的研究。

目前用水热法已制备出百余种晶体。

水热法又称热液法,属液相化学法的范围。

是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反映。

水热反映依据反映类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。

其中水热结晶用得最多。

1.大体原理水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解,或反映生成该物质的溶解产物,通过操纵高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析诞生长晶体的方式。

自然界热液成矿确实是在必然的温度和压力下,成矿热液中成矿物质从溶液中析出的进程。

水热法合成宝石确实是模拟自然界热液成矿进程中晶体的生长。

2.合成装置高压釜为可承高温高压的钢制釜体。

水热法采纳的高压釜一样可经受11000C的温度和109Pa的压力,具有靠得住的密封系统和防爆装置。

高压釜的直径与高度比有必然的要求,对内径为100-120mm 的高压釜来讲,内径与高度比以1:16为宜。

高度过小或太多数不便操纵温度的散布。

由于内部要装酸、碱性的强侵蚀性溶液,当温度和压力较高时,在高压釜内要装有耐侵蚀的内衬(贵金属如铂金或黄金内衬或是一些高分子聚合物),,以防矿化剂与釜体材料发生反映。

也可利用在晶体生长进程中釜壁上自然形成的爱惜层来避免进一步的侵蚀和污染。

如合成水晶时,由于溶液中的SiO2与Na2O和釜体中的铁能反映生成一种在该体系内稳固的化合物,即硅酸铁钠(锥辉石NaFeSi2O6 acmite)附着于容器内壁,从而起到爱惜层的作用。

3、水热法的特点:a)合成的晶体具有晶面,热应力较小,内部缺点少。

新型纳米银材料的制备及表征

新型纳米银材料的制备及表征
第 4期 勰 中 国 化 工 贸 易 来自2 0 1 3年4月 瓣
C h i n a C h e m i c a l T r a d e


新型 纳 米银 材 料 的 制备及 表 征
杨松恋 金松亚 王 雪 海 彬 于成博
( 西 北民族 大学化 工学 院 ,甘肃 兰州 7 3 0 0 3 0 ) 摘 要 :通过引入保护剂 P V P,以 S DBS 、Ag NO 为原料 ,同时采 用水合肼作为还原剂 ,制备 出球形或 类似 于球形的纳米级银 粒子。通过控制 变 量法分别对反 应体 系温度 、反应 时间以及 Ag NO, 的浓度进行分析得 出其对纳米银 离子尺寸的影响。与此 同时利 用紫外? 可见 分光光度计 测银溶胶 的紫外
( 2 2 0) 、( 3 l 1 ) 、( 2 2 2) 晶面 ,可知 样 品是立方 晶 系的单质 银 。图 中 曲线衍 射峰 颇 为尖锐 ,说 明样 品结 晶性 能 良好 。此外 ,图谱 中并未 见 有 其它 明显 的杂 质物 相衍 射峰 的存 在 ,说 明所制 备 纳米银 粒子 较 为纯 净 ,杂质 离子含 量少 。
吸收光谱 ;用扫描 电子显微镜 ( S E M) 表征其形貌 ;用 X射线衍 射仪测试样品的物相。 由实验结果表明 :可制得尺寸 小、分散性好 、分布均 匀、结晶性 能
好 的 纳 米银 粒 子 。
关 键 词 :纳 米银
粒子尺寸
水 合肼
纳米材 料一 般指 材料 尺寸 在 l O O n m 以 内 ,同时具 备纳米 尺寸 下材 料所 具 有的特 殊 性能 ,这 种 性能 是大 颗粒 材料 所 没有 的 。纳米 银为 黑 色 粉末 ,其 制 品是将 纳米 银 以不 同方 式混 入 到介 质或 基质 中。纳米 银 溶 液是 纳米 银 的悬浊 液 ,随 浓度 不 同颜色 也 变化 ,随 着浓 度 的增加 颜 色 也逐 步加 深 ,从黄 色至深 红色 。纳米银 粒子 因 其具有 纳米 级材 料所 特 有 的尺寸 小效 应 、表面 效 应 以及量 子尺 寸效 应 等而 表现 出高表 面活 性 和催化 性 能 。同时 已成 为物 理 、化 学 、材料 科学 研 究的 一个 活跃 领 域 。且 其医 用方 面可 用于 杀 菌抗 菌 ,涂于 绷带 上刺 激伤 口部位 细胞 提

化学法制备纳米银研究进展

化学法制备纳米银研究进展
纳 米银 的 制备及 其 应 用。
关 键词 : 学 法 ; 化 纳米银 ; 制备
中图分 类号 : B 8 文献标 志码 : 文章编 号 :0 8— 8 1 2 1 ) 4— 0 7— 5 T 33 A 10 3 7 ( 0 1 0 0 7 0
1引言
土温 、 山梨醇、 乙醇胺 等。宋永 辉等¨ 三 通过对还 原剂水合肼 、 保护剂 聚乙烯吡咯烷酮( V ) P P 用量和 硝酸银浓度 、 温度 、 还原剂 的加入方式、H值等因素 p

78 ・

林 学
院 学

2 1 年第 4期 ( 01 总第 9 6期 )
了水 相 中稳定 分散 的粒 径 在 4 n 以下 的纳 米 银 颗 0m
粒。
学牺 牲 阳极 法 直 接 从 金 属 银 制 备 了球 形 银 纳 米 粒 子 。结果 表 明。在 小实 验条 件下 制得 的纳 米银 粒 子
在众 多 的纳 米材 料 中备 受重 视 【 。 4 J
2化 学法 制 备纳米 银
近 年来 , 内外 报道 了大量 制备 纳米 银 的方法 , 国 主要 有 物理 法 和化 学 法 两 大 类 , 中化 学 法 制 备 纳 其
剂, 液相化学还原法制备 出分散性 良好 的球形纳米
银 粉 。实验 结果 表 明 : 备 的纳 米 银 粉 为面 心 立 方 制
对纳 米银 粉 粒度 和 形 貌 影 响 的 考察 , 备 出 了粒 度 制 均匀 且 粒 度 在 5 m 左 右 的 纳 米 银 粉 。魏 智 强 0n 等 在低 温反 应条 件下 , 过化 学 还原 的方 法 以双 通
银纳米材料具有很大的比表面积和高 的表面活 性, 导电率 比普通银块至少高 2 倍 , 0 因此 , 广泛用作

水热还原法制银纳米颗粒

水热还原法制银纳米颗粒

水热还原法制备银纳米颗粒一主要研究内容:●金属纳米颗粒的现状及水热法简介●银纳米颗粒的制备与其性质分析●银纳米颗粒的应用●结论和展望二水热法原理、装置及其特点水热法是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。

1900 年后科学家们建立了水热合成理论,以后又开始转向功能材料的研究。

目前用水热法已制备出百余种晶体。

水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。

是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。

水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。

其中水热结晶用得最多。

1.基本原理水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解,或反应生成该物质的溶解产物,通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。

自然界热液成矿就是在一定的温度和压力下,成矿热液中成矿物质从溶液中析出的过程。

水热法合成宝石就是模拟自然界热液成矿过程中晶体的生长。

2.合成装置高压釜为可承高温高压的钢制釜体。

水热法采用的高压釜一般可承受11000C的温度和109Pa的压力,具有可靠的密封系统和防爆装置。

高压釜的直径与高度比有一定的要求,对内径为100-120mm的高压釜来说,内径与高度比以1:16为宜。

高度太小或太大都不便控制温度的分布。

由于内部要装酸、碱性的强腐蚀性溶液,当温度和压力较高时,在高压釜内要装有耐腐蚀的内衬(贵金属如铂金或黄金内衬或是一些高分子聚合物),,以防矿化剂与釜体材料发生反应。

也可利用在晶体生长过程中釜壁上自然形成的保护层来防止进一步的腐蚀和污染。

如合成水晶时,由于溶液中的SiO2与Na2O和釜体中的铁能反应生成一种在该体系内稳定的化合物,即硅酸铁钠(锥辉石NaFeSi2O6 acmite)附着于容器内壁,从而起到保护层的作用。

3、水热法的特点:a)合成的晶体具有晶面,热应力较小,内部缺陷少。

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水合肼还原法制备纳米银粒子的研究应用化学杜运兴2080301纳米银材料具有很稳定的物理化学性能,在电学、光学和催化等方面具有十分优异的性能,现已广泛应用于陶瓷和环保材料等领域[1].纳米银材料具有很稳定的物理化学性能,在电学、光学和催化等方面具有十分优异的性能,现已广泛应用于陶瓷和环保材料等领域[2].联氨作为还原剂的最大优点是在碱性条件下还原能力非常强,其氧化产物是干净的N2,不会给反应产物引进金属杂质[4]。

本文对纳米银的性质进行简要说明,对目前采用水合肼在表面活性剂的保护下还原AgNO3,制得粒径均一的纳米银粒子的实验原理及方法深入讨论,并对各影响因素分别论述,最后对纳米银粒子的应用前景进行展望。

1.纳米银粒子的性质纳米银粒子具有量子效应、小尺寸效应和极大的比表面积,这使得其抗菌性能远大于传统的银离子杀菌剂。

纳米银由于具有很高的表面活性及催化性能而被广泛用作高效催化剂、非线性光学材料及超低温制冷机的稀释剂纳米银溶液是纳米银的悬浊液,随浓度不同颜色也变化,随着浓度的增加颜色也逐步加深,从黄色至深红色。

而液体中有颗粒,质地粗糙。

2.纳米银粒子的制备2.1反应方程式因为水合肼是弱电解质,在溶液中不能完全电离,在进行氧化还原反应时,只有较多过量才能使银离子的反应完全[3]。

根据水合肼还原硝酸银的反应式:2Ag++N2H4+2H2O=2Ag+2NH3OH+等物质的量的反应物摩尔数之比为水合肼:硝酸银=1:4,按照过量的原则设计水合肼和硝酸银的摩尔比。

由于Ag+直接与水合肼反应过于激烈,所以有些实验中采用氨水作为络合剂,使Ag+与氨形成配合物,降低了Ag+的浓度,从而相应降低Ag+的氧化能力,使反应能够平稳地进行[5]。

反应方程式如下:AgNO3+2NH4OH=Ag(NH3)2NO3+2H2O2Ag(NH3)2NO3+2N2H4·H2O=2Ag+N2+2NH4NO3+4NH3+2H2O2.2实验过程在表面活性剂(通常为聚乙烯吡咯烷酮(PVP))的保护下,采用水合肼还原AgNO3 而得到银纳米粒子,通过XRD 检验确认该种方法合成的银纳米粒子是否具有fcc 相;XPS表征结果显示银纳米粒子表面价态,若为零价,说明制备过程中没有被氧化;用透射电镜和激光光散射仪对粒子的表面形貌和粒径进行表征分析。

2.3影响因素决定化学沉积过程的因素包括:保护剂类型及浓度、溶液中银离子浓度、pH值、反应温度、还原剂加入速率、搅拌形式及速率等。

2.4 研究方法赵婷等[3]:使用冠醚交联壳聚糖(CTSG)做吸附剂和保护剂,在水介质中用水合肼还原硝酸银制备纳米银。

其从反应体系温度、CTSG用量、水合肼/硝酸银摩尔比、硝酸银浓度等对粒径及其分布的影响因素分别进行了深入研究,结果表明:(1)合成的CTSG能有效阻止银颗粒晶粒的长大和团聚,并能使反应体系稳定在。

(2)在40o C时,水合肼与硝酸银(浓度为0.1mol/L)摩尔比为6:1, CTSG用量为0.4g时得到粒径约为30~40nm的纳米银颗粒。

(3)水合肼和硝酸银浓度的增加会使纳米银颗粒粒径增大,但当硝酸银浓度≤0.25mol/L时,改变银离子浓度对粒径影响不大,且稳定在50nm左右,而银颗粒则随水合肼浓度的减小规律递减。

针对上述结果,其分析原因:(1)因为冠醚可以以零价金属作为客体分子,因此所合成的冠醚交联壳聚糖既对银离子有很好的吸附性能,而且对还原后的纳米银也有良好的吸附性,从而防止还原得到的纳米银团聚,稳定分散在水介质中。

(2)水合肼和硝酸银在常温下(25℃)即可发生反应,但速度较慢。

温度升高,反应速度加快,银颗粒平均粒径减小,40℃后基本稳定。

反应温度升高有利于提高反应速度,使银颗粒加速成核;同时使溶液中粒子的布朗运动加剧,增加了颗粒间相互碰撞的机会。

,但当温度升高到80℃时,CTSG防止颗粒团聚的作用,相对于升高温度加快反应速度有所减小。

(3)硝酸银浓度的增大有利于形成大量晶核,也利于晶核生长为大晶粒,同时因为CTSG的保护作用,尽管硝酸银浓度高时颗粒较大,但差别不大。

汤皎平[4]:在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的保护下,采用水合肼还原AgNO3 而得到银纳米粒子,通过仪器检测确认该种方法合成的银纳米粒子具有fcc 相;银纳米粒子表面价态为零价,粒径在50 nm 左右,近似圆球形,在正己烷中分散效果较好。

其经过反复实验得出结论:(1)温度是重要的工艺参数之一,温度太低,氧化还原反应进行缓慢且反应不彻底,温度太高,反应过于激烈,以致于制备出来的银纳米粒子粒径过大,分布也不均匀。

经过反复实验,确定温度为70℃。

(2)pH 值在试样制备过程中也有很大的影响:当高于pH 12 时,PVP 在水中的溶解度非常小,甚至从溶液中析出。

其在合成过程中控制为pH 11左右。

(3)表面活性剂采用PVP,是因为PVP 大分子可以与纳米银粒子形成紧密的吸附层,PVP 分子中的C- H 链伸向外部,形成立体空间障碍来阻止银纳米粒子之间的团聚。

兰尧中等[5]:以聚乙烯醇为分散剂,用水合肼(N2H4·H2O)还原法制备超细银粉。

通过基本的物理化学计算,得到化学还原法制备超细Ag 粉过程中有关物质的φ~pH 关系数据,确定了反应的基本条件,为还原条件的控制提供了理论依据。

并研究了分散剂PEG 及还原剂水合肼的用量对银粉粒度及产率的影响。

其从电极电位φ 与各反应物质的浓度关系(根据Nernst 方程导出),以及Ag+水+而不是Ag+ ,在还原反解条件的计算公式得出:反应初期阶段首先被还原的是NO3形成了配离子,导致游离的Ag+应后期pH 值会变大,但由于绝大部分Ag+与NH3浓度很小,所以不会产生杂质沉淀。

从以上理论分析及实验事实得出:由φ~pH图推知,必须在pH>7.78 时,水合肼还原Ag+的反应才能进行彻底。

综合考虑,作者在实验过程中将pH 值调为8~9,并重点考察了PEG 和水合肼用量与银粉产率、粒度的关系及其与理论计算的符合状况。

由以上理论分析及实验事实得出:溶液中制备出超细银粉。

(1) 用水合肼为还原剂,PEG 为分散剂,可从AgNO3(2) 保持一定浓度的硝酸银、水合肼用量不变,随着PEG 用量的增加,银粉粒度逐渐变细,但产率却逐渐降低。

(3) 当PEG 与硝酸银的量不变,水合肼减少至其理论用量时,银粉粒度逐渐变细,产率呈下降趋势。

水合肼用量以稍大于理论用量为佳。

其研究的特别之处在于通过基本的物理化学计算,为确定反应条件找出一定的理论依据,并将其用于实验中,为实验条件的量化提供了理论支持。

张云竹等[6]采用聚乙烯吡咯烷酮、无水乙醇和去离子水混合溶液,利用水合肼还原硝酸银制备纳米银粒子。

称取1. 0g 的聚乙烯吡咯烷酮置入50 ℃去离子水中充分搅拌10min ,加入1. 0g 硝酸银,混合均匀后加入一定量无水乙醇,搅拌至溶液澄清透明;加入还原剂水合肼,在50 ℃下充分搅拌2h 后便制得所需样品,即纳米银粒子溶胶。

所制得纳米银粒子溶胶为黄绿色。

该样品性能稳定,避光静置1 个月颜色不发生变化,也不发生聚沉。

所制得的纳米银粒子杂质含量低,粒度分布集中, 粒径约为10~20nm ,形貌呈球形,且颗粒分散较为均匀。

该方法制得的银纳米颗粒粒径较细,且实验简单易行,适合大批量生产。

但不足之处在于理论分析不明确,对工艺条件未作讨论。

赵彦保等[7]:在聚乙烯吡咯烷酮存在的条件下,用水合肼还原硝酸银,通过控制反应条件成功制备出了粒径均一、有良好分散性的银纳米微粒,并以此为种子,利用种子诱导生长,在十六烷基三甲基溴化铵的棒状胶束环境中制备出了银纳米棒和纳米线. 分别讨论Ag+与NH3摩尔比依次为1∶4, 1∶5, 1∶5. 5, 1∶6, 1∶8的情况下得出:随着NH3量的增大,银纳米微粒的吸收峰值向短波方向发生了移动(蓝移). 分析原因是由于随着氨水浓度的增大,溶液的碱性增强,肼的还原能力也随之增强,Ag+的还原速度加快,银成核速度增大,导致银纳米颗粒的粒径减小,吸收峰蓝移. 但是当氨水浓度增大到一定程度时,吸收峰位置趋于某一值,说明当氨水浓度增大到一定程度时,肼的还原能力达到最大,银纳米微粒的粒径不再减小.该实验方法在传统的合成纳米银颗粒的基础上,利用种子诱导生长法,成功合成出银纳米棒、纳米线等不同形貌的银纳米晶体,制备实验条件很详细。

制得的纳米棒的长度为200 - 500 nm不等,纳米线的长度为1μm,纳米线的长径比大约为50.宋永辉等[8]研究了一种通过树脂吸附—化学还原的方法制备纳米银粉的新方法. 在硝酸银溶液中, 使用PV P 作保护剂、水合肼作还原剂制备纳米银粉过程中, 加入L SC- 500 胺基磷酸树脂进行吸附, 降低溶液中银离子浓度, 分离出的载银树脂在超声波作用下分离出银粉, 就可得到平均粒径为100nm 的纳米银粉. 实验结果表明,采用树脂吸附—化学还原的方法可以制备出粒度均匀的纳米银粉. 由于树脂吸附可以降低溶液中的银离子浓度, 减少还原反应的推动力, 使反应能够缓慢进行, 减少银颗粒的长大;使用超声波的空化作用及产生的微射流可使树脂被屏蔽的微孔和毛细管壁也充分暴露, 增大了树脂的实际有效界面, 提高树脂吸附容量和反应速率, 强化树脂的吸附和脱附过程;同时可以强化化学还原过程, 使生成的银粉粒径减小、粒度分布均匀。

本实验特别之处在于采用树脂吸附—化学还原法制备超细银粉,其巧妙利用树脂作为载体吸附高浓度硝酸银溶液中的银离子, 然后在保护剂作用下进行化学还原, 生成纳米银粉. 树脂由于具有巨大的比表面积及丰富的微孔, 能够有效、快速的吸附溶液中的银离子, 降低了溶液中银离子的浓度, 减少了银粉的凝聚和晶核的长大. 实验结果表明, 该方法可以制备出粒径均匀的纳米银粉末.但制备出的纳米银粒径较大。

Jin-Ku Liu等[9]将乙二胺(强碱)加入到AgNO3溶液中调整pH值到10.然后将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,0.5g/L)添加到上述溶液中。

再将水合肼(N2H4·H2O)在五分钟内在搅拌状态下逐滴加入到上述混合液中。

在室温下保持5分钟,得到了纳米银颗粒。

产物在离心作用下分离,再用去离子水和乙醇清洗数次。

产物清洗后收集并在干燥器中干燥得到纳米银颗粒。

纳米银粒径在5.5-8.5nm;乙二胺和CTAB在本法中的使用可控制纳米银颗粒的成核和生长速度。

其次,在纳米银颗粒的静电影响和羟(基)磷灰石纳米带球体的强烈吸附作用下,合成了新颖的纳米复合体。

这种产物在医学、环境、卫生等领域有广阔的应用前景。

Wanzhong Zhang等[10]在十二烷基硫酸钠(SDS)四相微乳液中合成自主装配和可控纳米银颗粒。

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