形貌可控的银纳米颗粒合成及应用

银纳米材料具有独特的物理性质,在光学、生物和催化等领域应用潜力巨大,是近年来材料领域的研究热点。银纳米材料的很多性能与其形貌密切相关,如枝状银纳米颗粒局部表面等离子体共振较强,不同形貌的银纳米颗粒裸露不同的晶面,导致其催化选择性不同。因此,控制合成特定形貌和结构的银纳米颗粒一直是该领域的重要研究方向。本工作综述了近年来银纳米颗粒形貌可控的合成方法,包括溶液还原法、晶种法、生物合成法、光诱导法、反应-扩散调控的动力学法和模板法等,比较了不同方法的优缺点,分析了不同合成方法的机理。重点介绍了基于反应和扩散调控的动力学方法,总结了其优点和普适性。调研了不同形貌银纳米颗粒在抑菌、局部等离子体共振和催化等领域的应用研究,分析了不同形貌银纳米颗粒的工业化应用前景,并对银纳米形貌的可控合成和应用进行了展望。     

表面修饰银纳米颗粒的制备及摩擦学性能

以3-氨基-1,2,4-二噻唑-5-硫酮(ADTT)和均苯四甲酸酐为原料,在四氢呋喃溶液中,70℃下酰胺化反应合成了2,5-二(5-硫酮-1,2,4-二噻唑-3-甲酰胺基)-对苯二甲酸(BtdyTA),收率74%。以NaBH4为还原剂,在AgNO3水溶液中用液相化学还原法合成了表面修饰BtdyTA的银纳米颗粒,用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外转换光谱仪(FTIR)和热分析仪(TG)对纳米颗粒的形貌、结构和热稳定性进行了表征,并在四球摩擦试验机上测试了表面修饰银纳米颗粒的抗摩减磨性能。结果表明,表面修饰的银纳米颗粒粒径分布均匀,平均粒径10nm左右,无团聚现象;在质量分数不大于5%时,可较好分散于液体石蜡等有机溶剂中,作为一种新的基础润滑油添加剂,可使摩擦系数减小32%,最小磨斑直径减小39%。     

针状氧化锌晶须的银纳米颗粒修饰及其表征

以硝酸锌和氢氧化钠为主要原料,借助表面活性剂十二烷基苯磺酸钠,在低温水热条件下制备了氧化锌.以该氧化锌为基体,葡萄糖为还原剂,通过磁力搅拌的方式,将溶液中的银离子还原为银颗粒修饰氧化锌.所得氧化锌和修饰后的氧化锌经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征,结果表明:氧化锌是一种针状的纳米晶须;修饰后的氧化锌银颗粒很好地附着在其表面,为纳米尺寸.讨论了银纳米颗粒修饰针状氧化锌晶须的可能机制.     

纳米载银凹凸棒的一种新型制备方法及其载银机理研究

本文以纯化的凹凸棒为原料,在室温下采用原位还原的方法制备了纳米载银凹凸棒.利用X-射线衍射(XRD)技术分析了纳米载银凹凸棒晶体结构,发现纳米载银凹凸棒中凹凸棒晶面间距没有变化,同时有银的衍射峰出现.透射电子显微镜(TEM)对样品形貌的观察表明,粒径为8～11 nm纳米银颗粒较为均匀地负载到凹凸棒表面.样品的元素分析说明纳米载银凹凸棒中银含量为9.13%.红外吸收光谱(FT-IR)对纳米载银凹凸棒的表征结果证明纳米载银凹凸棒与纯凹凸棒光谱基本相同.研究表明在凹凸棒上成功载银,并提出了其载银机理.     

紫外光诱导法合成纳米银/羟基磷灰石及其性能研究

以羧甲基纤维素钠（CMC）为模板剂,采用紫外光诱导制备了羟基磷灰石（HAP）负载银纳米颗粒（AgNPs）的复合光催化剂（Ag/HAP）。通过X射线粉末衍射仪、扫描电镜、紫外-可见光吸收光谱仪、X射线光电子能谱仪等对其化学组成、形貌结构和光学性能等进行表征。结果表明,CMC作为模板剂不仅在紫外光诱导下将Ag⁺还原为Ag⁰,还对载体HAP的形貌、粒径起到调控作用。在甲基橙光催化降解试验中,当Ag的质量分数为1%时,降解率最高达98.31%,银纳米颗粒和HAP两者间的协同作用有效地提高了光催化性能。     

Ag/SiO_2复合颗粒的溶胶-凝胶法制备与表征

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了不同形貌结构的纳米掺银复合颗粒.分析了掺银二氧化硅复合颗粒的形成机理,并采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外(FT-IR)及紫外可见(UV-Vis)光谱仪等手段对Ag/SiO_2复合颗粒的形貌结构进行了表征和分析.结果表明:复合颗粒(290 nm)尺寸均匀,近似球状,银颗粒(4 nm)均匀分布在二氧化硅表面,硅烷偶联剂KH-550影响了银粒子在复合颗粒中的分布状态,对Si-O-Si网络结构也有一定的影响,同时有效抑制了复合颗粒的团簇程度.     

中草药还原法制备银纳米颗粒及其抗菌性能表征

分别以中草药丁香、山茱萸、地榆和乌梅的提取液为还原剂和保护剂合成银纳米颗粒,利用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)以及X射线粉末衍射(XRD)对产物进行了表征。结果表明,所得银纳米颗粒呈近球形,提高提取液的pH有利于获得粒径较小、分散性好、稳定性高的银纳米颗粒。进一步考察制得的银纳米颗粒的抗菌性能,结果表明,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有很强的抑制作用,最小抑菌质量浓度(M IC)分别可达1.69和3.38 mg/L。     

PVP作为保护剂制备Ag纳米粒子

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂和保护剂,分别用乙醇和高分子化合物聚乙烯醇(PVA)作还原剂制备银纳米粒子,通过控制反应时间、PVP和PVA的含量及硝酸银的浓度,在90℃回流条件下得到纳米银颗粒。采用红外光谱对聚合物结构进行表征,紫外-可见光谱表征反应物浓度对制备银纳米粒子尺寸分布的影响,扫描电镜观察纳米粒子和聚合物网络形貌,X射线衍射分析银纳米粒子的晶体结构。     

单分散性银纳米粒子的可控制备

以卤化银或氧化银作为前驱体,室温下以水为溶剂,在较高溶液浓度下,利用化学还原法制备了单分散性银纳米粒子,并通过改变前驱体的种类,实现了粒径可控制备。采取扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光谱仪(UV-Vis)、X射线-粉末衍射仪(XRD)、X射线-光电子能谱仪(XPS)等对所制备的银纳米粒子的形貌及成分进行了表征。结果显示,所制备的银纳米粒子具有较高的单分散性,粒径在40~150nm之间,具有面心立方多晶结构。该方法制备的银纳米粒子可用于喷墨打印RFID天线。     

晶种生长法制备银纳米片:老化过程对产物的影响

晶种生长法是获得形貌尺寸可控纳米银材料的常用方法.本文采用晶种生长法制备银纳米片.通过紫外吸收光谱及透射电子显微镜研究了老化过程对产物形貌的影响;同时通过在晶种生长阶段使用不同稀释浓度的晶种溶液,验证了硼氢化钠浓度对产物的影响.结果表明,经充分老化后的晶种溶液,残留的硼氢化钠分解更充分,以此溶液作为晶种进行后续生长时,银离子在琥珀酸作用下缓慢还原并逐渐沉积到晶种上,由于晶种(111)面被柠檬酸根保护,银离子在非(111)面的优先沉积导致片状结构的生成,产物以银纳米片为主.而未经充分老化的晶种溶液中含有未完全反应的硼氢化钠,后续加入的银离子将被残留在晶种溶液中的硼氢化钠迅速还原成银颗粒,而不能缓慢沉积在晶种表面,最终产物以银纳米颗粒为主.