[发明专利]银纳米颗粒薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜的制备方法，尤其是一种银纳米颗粒薄膜的制备方法。

背景技术

银纳米粒子具有较强的表面等离子体，在传感检测领域具有广泛的应用前景。长期以来，人们都在不懈地研究特异形貌的银纳米结构的可控制备方法，以获得具有更强表面等离子体的银纳米粒子，如在2004年12月8日公开的中国发明专利申请公开说明书CN 1552547 A中披露的一种“立方体银纳米晶颗粒的制备方法”。该说明书中提及的制备方法为过饱和溶液结晶法，其过程为：在搅拌下，取重量份为0.1～2.4份的表面活性剂和重量份为0.05～3.6份的硝酸银分别溶于重量份为15～46份的有机溶剂中，缓慢注入重量份为33～45份且在150～180℃油浴加热的回流条件下的有机溶剂中，得到银纳米团簇过饱和溶液，继续反应，在搅拌下缓慢降至室温，银纳米团簇过饱和溶液结晶得到立方体银纳米晶颗粒溶胶；进一步在150～180℃下用旋转蒸发法，旋转蒸发所得溶胶中的有机溶剂，然后用乙醇或水分散所得到的固体，清洗，得到平均粒径在40～70纳米之间的立方体银纳米晶颗粒粉末固体或粘稠溶胶。但是，这种制备方法存在着不足之处，首先，未能直接在基底上得到纳米方块形状的银纳米颗粒薄膜，不利于产物的实际应用，尤为不利于直接将产物作为表面增强拉曼散射（SERS）的活性基底，使用激光拉曼光谱仪测量其上附着的污染物；其次，为得到粉末状的固体产物，需使用高温旋转蒸发法来蒸发掉所得溶胶中的有机溶剂，从而难以降低制备的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种由方块状银纳米颗粒覆于基底上构成银纳米颗粒薄膜的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：银纳米颗粒薄膜的制备方法包括液相法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先分别配制浓度为4～6wt%的硝酸银戊二醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮戊二醇溶液，再将浓度为0.8～1.2g/L的氯化钠乙二醇溶液与聚乙烯吡咯烷酮戊二醇溶液相混合，得到混合液，其中，混合液中的聚乙烯吡咯烷酮与氯化钠的质量比为320～600：1；

步骤2，先将硝酸银戊二醇溶液和混合液同时注入搅拌下的、温度为140～160℃的戊二醇前驱液中反应3～5h，得到反应液，其中，反应液中的硝酸银戊二醇溶液、混合液和戊二醇前驱液的体积比为28～32：28～32：48～52，再使用乙醇或N，N-二甲基甲酰胺稀释常温下的反应液后，对其进行固液分离处理，得到银纳米方块；

步骤3，先将银纳米方块与溶剂乙醇或N，N-二甲基甲酰胺相混合，得到浓度为1.5～2.5g/L的银纳米方块乙醇溶液或银纳米方块N，N-二甲基甲酰胺溶液，再将银纳米方块乙醇溶液或银纳米方块N，N-二甲基甲酰胺溶液滴加于基底之上，待基底上的银纳米方块乙醇溶液或银纳米方块N，N-二甲基甲酰胺溶液中的溶剂挥发后，制得银纳米颗粒薄膜；

所述银纳米颗粒薄膜为基底上覆有膜厚为60～300nm的银纳米颗粒膜，其中，银纳米颗粒膜由边长为60～100nm的银纳米方块组成。

作为银纳米颗粒薄膜的制备方法的进一步改进，所述的聚乙烯吡咯烷酮为分子量为58000的聚乙烯吡咯烷酮K29；所述的注入戊二醇前驱液中的硝酸银戊二醇溶液、混合液的速率均为600μL/min；所述的搅拌下的戊二醇前驱液的搅拌速率为400～600r/min；所述的稀释反应液时的反应液与乙醇或N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1：2～4；所述的固液分离处理为交替进行2～3次的离心洗涤与分离，其中，离心洗涤时的转速为8000～12000r/min、时间为3～5min，离心分离时的转速为1300～1700r/min、时间为1～3min，洗涤为使用乙醇或N，N-二甲基甲酰胺对离心得到的沉淀物进行清洗；所述的滴加于基底之上的银纳米方块乙醇溶液或银纳米方块N，N-二甲基甲酰胺溶液的体积为1.4～1.8μL/mm²。