[发明专利]一种常温下还原合成形貌可控的纳米银的方法

说明书

本发明提供一种常温下还原合成形貌可控的纳米银的方法，该方法以硝酸银溶液为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护剂，硼氢化钠溶液为还原剂，在常温下，通过添加不同的刻蚀剂和控制不同的反应条件来合成立方体及片状纳米银；同时以制备的立方体纳米银作为前驱体，以柠檬酸钠溶液作为刻蚀剂，硼氢化钠溶液作为还原剂可制备棒状纳米银。本发明提供一种常温合成形貌可控的纳米银的方法，所用还原剂在常温条件下能够生成分散性高、形貌可控的纳米银，该方法可以有效地提高纳米银的合成速率以及质量，并且大大降低所需的实验条件。

技术领域

本发明属于纳米材料技术制备领域，具体一种常温下还原合成形貌可控的纳米银的方法。

背景技术

纳米银是指粒径在纳米级别的金属银单质，粒径大多在25纳米左右，其对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用。目前，纳米器件日趋微型化和复杂化对纳米材料形貌的多元化提出了更高的要求。金属纳米材料的性能很大程度上取决于粒子的外形、尺寸、组成、结晶度和结构，因此，金属纳米材料的多形貌可控合成研究是纳米材料制备的重点。纳米银是一种新兴的功能材料，按粒子的维度可分为一维、二维和三维纳米银粒子。一维纳米银主要包括纳米棒、纳米线、纳米管和纳米链等，由于其独特的量子传输效应而在纳米器件设计与应用方面备受关注，在纳米光电器件以及生物分光学上有重要用途。

制备纳米银的方法有很多，其中化学还原法制备过程简单、能量消耗小，受到大部分科研人员的青睐。用来制备纳米银的还原剂种类也有很多，如硼氢化钠、乙二醇、水合肼、抗坏血酸等，但是在合成不同形貌的纳米银大部分研究人员所用的还原剂是乙二醇，用乙二醇制备纳米银需要使乙二醇在140℃左右的油浴下与银的前驱体反应，所消耗能量较多。并且很难用同一种还原剂在常温下制备不同形貌的纳米银粒子。

发明内容

本发明的目的在于针对现有制备不同形态纳米银所用还原剂条件要求高，所生成的纳米银分散性差等问题，提供一种常温合成形貌可控的纳米银的方法，所用还原剂在常温条件下能够生成分散性高、形貌可控的纳米银，该方法可以有效地提高纳米银的合成速率以及质量，并且大大降低所需的实验条件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种常温下还原合成形貌可控的纳米银的方法，该方法以硝酸银溶液为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护剂，硼氢化钠溶液为还原剂，在室温下，通过添加不同的刻蚀剂和控制不同的反应条件来合成形貌可控的纳米银；

S1.立方体纳米银的制备：以浓度为0.1～0.5mol/L硝酸银溶液为前驱体，浓度为0.001～0.0035mol/L聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护剂，浓度为0.025～0.125mol/L硼氢化钠溶液为还原剂；并以浓度为0.01～0.1mol/L氯化钠溶液作为刻蚀剂；

取硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液混合得溶液A，取硼氢化钠溶液和氯化钠溶液混合得溶液B；首先将溶液A以100r/min～1000r/min的转速进行搅拌，10～20min后，逐滴加入溶液B，滴加完成后，保持同样的搅拌速度继续搅拌30～60min，反应完成之后分离产物洗涤、干燥后即得立方体纳米银；

S2.片状纳米银的制备：以浓度为0.1～0.5mol/L硝酸银溶液为前驱体，浓度为0.001～0.0035mol/L聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护剂，浓度为0.025～0.125mol/L硼氢化钠溶液为还原剂；并以浓度为0.00035～0.001mol/L的硫氢化钠溶液，以及浓度为0.01～0.1mol/L的氯化钠溶液为刻蚀剂；

将硼氢化钠溶液加入反应容器中，再加入的硫氢化钠溶液静置2～10min后，继续添加氯化钠溶液，静置2～5min，再加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液，静置陈化2～10min后，加入硝酸银溶液，反应1～4小时，反应结束后分离产物洗涤、干燥后即得片状纳米银。