专利名称：油包水型微乳法制备均匀分散的纳米银粒子的方法
技术领域：
本发明属于纳米银粒子的制备领域，特别涉及一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法。
背景技术：
单分散纳米银因其均一的尺寸而表现出尺寸效应、表面效应等不同于体相材料的优异性能，同时也是组装具有功能特性纳米结构材料的理想构建基元。因此，合成单分散纳米银具有十分重要的意义。油溶性的纳米银颗粒用途十分广泛，例如，可以用油溶性的纳米银颗粒作为各大高校和研究所的实验室原料；用于在非极性和较弱极性溶液中反应催化剂；用于弱极性塑料母粒螺挤出抗菌添加剂；用于纳米银导电油墨、导电胶、镀膜、隐身材料等。与此同时，水溶性纳米银颗粒的应用范围也是很广泛。东华大学材料学院朱美芳教授联合其他学院已经自主研发出纳米银抗菌袜子，能够有效的治疗脚气，而且已经达到产业化，年利润达900多万。我们可以在表面活性剂包覆的纳米银表面连接生物小分子，进行生物标记、生物监测、药物运输和水溶液中的催化反应等领域。目前常用的制备纳米银材料的方法主要有水热法和反胶束微乳液法。水热法操作不方便、制备的颗粒纯度较低且易团聚，粒度不易控制，颗粒粒径较大，产物损失多，产量较低。反胶束微乳液法合成的纳米材料具有很多优异的性质，但是产量不高、结晶性差。为此，需要探索一种更为有效的方法，合成出分散性好、产量高、结晶性好的纳米银。2008年， 周兴平等采用油水界面法周兴平等，东华大学学报自然科学版，2008，35 (4) =441-444], 成功的合成出CdS量子点，制备出的CdS量子点量子效率高，粒径分布窄，单分散性好，合成方法简单，温度要求低，可大量生产，成本较小。2010，周兴平等又采用油水界面法周兴平等，纳米科技；2010，12 :Vol7，No.6，成功的合成出ZnS量子点，并掺杂一些稀有金属，荧光性能良好，是一种很好的半导体材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，该方法操作简单、反应条件温和，得到的纳米银颗粒分散均勻，稳定，具有良好的应用前景。本发明的一种油包水型微乳法制备纳米银粒子的方法，包括(1)将硬脂酸银在100 110°C下溶解在甲苯中，加入与硬脂酸银的摩尔比为 1 10 12的表面活性剂，搅拌至溶液澄清得硬脂酸银甲苯溶液；将水合胼在常温下用去离子水稀释，加入与水合胼的摩尔比为1 18 20的表面活性剂，搅拌均勻得水合胼溶液；(2)将上述水合胼溶液加入到上述硬脂酸银甲苯溶液中，在110 120°C下上层油相电动搅拌、下层水相磁力搅拌2 4h，将得到的产物进行分离洗涤、干燥，即得均勻分散的纳米银粒子。
所述步骤(1)中的硬脂酸银甲苯溶液浓度为0. 03-0. 05M。所述步骤(1)中的水合胼溶液浓度为0. 0075-0. 0125M。所述步骤(1)中的表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SDQ或油酸钠。所述步骤O)中的硬脂酸银甲苯溶液和水合胼溶液体积比为1 1 2。所述步骤O)中的分离洗涤具体为依次用无水乙醇后和去离子水冲洗后，分离出上层油相溶液，在1 IOOOrmp下离心分离15min，用无水乙醇清洗产物，再在1 IOOOrmp下离心分离15min。所述步骤⑵中的干燥为于65 70°C干燥2 4h。所述步骤(2)中纳米银的平均直径为7. 6 9. 8nm和9. 3 11. 9nm。有益效果(1)本发明操作简单、反应条件温和，实验原料价格低廉，经济性好；(2)本发明得到的纳米银颗粒大小为8. 7 士 1. Inm和10. 6 士 1. 3nm，分散均勻，稳定存在油相中，具有良好的应用前景。
图1是实施例1和2的工艺流程图；图2是实施例1所得产物在油相的透射电镜图；图3是实施例1所得产物在油相的粒径分布图；图4是实施例1所得产物在水相的透射电镜图；图5是实施例1所得产物在水相的粒径分布图；图6是实施例1所得产物的紫外吸收图谱，油相中产物吸收峰出现在412nm ；水相产物吸收峰位置出现在414nm处；图7是实施例2所得产物的透射电镜图；图8是实施例2所得产物的粒径分布图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例11、称取0. 99g(0. 00253mol)硬脂酸银，在110°C下完全溶解在85ml甲苯中，称取 8. 2368g(0. 0286mol)SDS加入到甲苯中，磁力搅拌至溶液透明，保存备用；2、量取0.25ml (10. 3M)水合胼溶液稀释到105ml去离子水中，配成浓度约为 0. 0125M的水合胼溶液，称取7. 2g(0. 025mol)SDS加入到稀释后的水合胼溶液中，磁力搅拌均勻，保存备用；3、将步骤2制备的水合胼溶液30min内加入到步骤1制备的硬脂酸银甲苯溶液中，在110°C下上层油相电动搅拌，下层水相磁力搅拌ai(油相与水相的体积比为 1 1.2)。反应结束后，溶液分为明显的两层；上层为深红棕色，下层几乎透明。然后将油水两相分离。分别取出Iml油相和水相，分别用25ml甲苯和去离子水稀释，超声，做TEM和紫外测试。向剩余油相中加入50ml无水乙醇洗涤，然后在IlOOOrmp下离心分离15min，再用无水乙醇清理沉淀物质两次，再在IlOOOrmp下离心分离15min，最后真将沉淀物质在真空干燥箱中，65°C下干燥池，最终得到纯度较高的纳米银材料。TEM图表明，产物平均粒径为8. 7士 1. lnm，呈球形、几乎接近单分散，而且几乎没有团聚现象。实施例21、称取0. 99g(0. 00253mol)硬脂酸银，在110°C下完全溶解在85ml甲苯中，称取 8. 2368g(0. 0286mol)SDS加入到甲苯中，磁力搅拌至溶液透明，保存备用；2、量取0.25ml (10. 3M)水合胼溶液稀释到105ml去离子水中，配成浓度约为 0. 0125M的水合胼溶液，称取8. 208g(0. 027mol)油酸钠加入到稀释后的水合胼溶液中，磁力搅拌均勻，保存备用；3、将步骤2制备的水合胼溶液30min内加入到步骤1制备的硬脂酸银甲苯溶液中，在110°C下上层油相电动搅拌，下层水相磁力搅拌ai(油相与水相的体积比为 1 1.2)。反应结束后，溶液分为明显的两层；上层为深红棕色，下层几乎透明。然后将油水两相分离。分别取出Irnl油相和水相，分别用25ml甲苯和去离子水稀释，超声，做TEM 测试。向剩余油相中加入50ml无水乙醇洗涤，然后在IlOOOrmp下离心分离15min，再用无水乙醇清理沉淀物质两次，再在IlOOOrmp下离心分离15min，最后真将沉淀物质在真空干燥箱中，65°C下干燥池，最终得到纯度较高的纳米银材料。TEM图表明，产物平均粒径为 10. 6士 1. 3nm,呈球形、几乎接近单分散，而且几乎没有团聚现象。实施例31、称取1.9941g(0. 0051mol)硬脂酸银，在100°C下完全溶解在IOOml甲苯中，称取 14. 4g(0. 05mol) SDS加入到甲苯中，磁力搅拌至溶液透明，保存备用；2、量取0.07ml (10. 3M)水合胼溶液稀释到IOlml去离子水中，配成浓度约为 0. 0075M的水合胼溶液，称取4. 56g(0. 015mol)油酸钠加入到稀释后的水合胼溶液中，磁力搅拌均勻，保存备用；3、将步骤2制备的水合胼溶液30min内加入到步骤1制备的硬脂酸银甲苯溶液中，在120°C下上层油相电动搅拌，下层水相磁力搅拌4h(油相与水相的体积比为1 2)。 反应结束后，溶液分为明显的两层；上层为深红棕色，下层几乎透明。然后将油水两相分离。 分别取出Iml油相和水相，分别用25ml甲苯和去离子水稀释，超声。向剩余油相中加入50ml 无水乙醇洗涤，然后在IlOOOrmp下离心分离15min，再用无水乙醇清理沉淀物质两次，再在 IlOOOrmp下离心分离15min，最后真将沉淀物质在真空干燥箱中，70°C下干燥4h，最终得到纯度较高的纳米银材料。
权利要求
1.一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，包括(1)将硬脂酸银在100 110°C下溶解在甲苯中，加入与硬脂酸银的摩尔比为1 10 12的表面活性剂，搅拌至溶液澄清得硬脂酸银甲苯溶液；将水合胼在常温下用去离子水稀释，加入与水合胼的摩尔比为1 18 20的表面活性剂，搅拌均勻得水合胼溶液；(2)将上述水合胼溶液加入到上述硬脂酸银甲苯溶液中，在110 120°C下上层油相电动搅拌、下层水相磁力搅拌2 4h，将得到的产物进行分离洗涤、干燥，即得均勻分散的纳米银粒子。
2.根据权利要求1所述的一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，其特征在于所述步骤(1)中的硬脂酸银甲苯溶液浓度为0. 03-0. 05M。
3.根据权利要求1所述的一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，其特征在于所述步骤(1)中的水合胼溶液浓度为0. 0075-0. 0125M。
4.根据权利要求1所述的一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，其特征在于所述步骤(1)中的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或油酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，其特征在于所述步骤O)中的硬脂酸银甲苯溶液和水合胼溶液体积比为1 1 2。
6.根据权利要求1所述的一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，其特征在于所述步骤O)中的分离洗涤具体为依次用无水乙醇后和去离子水冲洗后，分离出上层油相溶液，在1 IOOOrmp下离心分离15min，用无水乙醇清洗产物，再在1 IOOOrmp下离心分离15min。
7.根据权利要求1所述的一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，其特征在于所述步骤⑵中的干燥为于65 70°C干燥2 4h。
8.根据权利要求1所述的一种油包水型微乳法制备均勻分散的纳米银粒子的方法，其特征在于所述步骤O)中纳米银的平均直径为7. 6 9. 8nm和9. 3 11. 9nm。
全文摘要
本发明涉及一种油包水型微乳法制备均匀分散的纳米银粒子的方法，包括(1)将硬脂酸银在100～110℃下溶解在甲苯中，加入表面活性剂，搅拌至溶液澄清得硬脂酸银甲苯溶液；将水合肼在常温下用去离子水稀释，加入表面活性剂，搅拌均匀得水合肼溶液；(2)将上述水合肼溶液加入到上述硬脂酸银甲苯溶液中，在110～120℃下搅拌2～4h，将得到的产物进行分离洗涤、干燥，即得均匀分散的纳米银粒子。本发明操作简单、反应条件温和，实验原料价格低廉，经济性好；得到的纳米银颗粒大小为8.7±1.1nm和10.6±1.3nm，分散均匀，稳定存在油相中，具有良好的应用前景。
文档编号B22F9/24GK102248175SQ201110142279
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者周兴平, 朱传增, 邓南亭 申请人:东华大学