一种类球状纳米银片团簇的制备方法与流程

本发明涉及一种银团簇的制备方法，具有是一种类球状纳米银片团簇的制备方法。

背景技术

纳米银是一种非常重要的贵金属材料，纳米银的特性与其尺寸和形貌密切相关，因此，纳米银的形貌和尺寸控制研究一直是纳米材料研究的热点之一。

目前，类球形纳米银颗粒和纳米银线控制合成已取得良好的研究进展，并实现产业化。但控制合成纳米银片依然具有一定的难度。通常，以聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基溴化铵或二异辛基磺化琥珀酸钠等为表面修饰剂，采用光诱导转化法、模板法和溶液法等制备纳米银片。其中光诱导转化法和模板法操作比较复杂,产率较低。溶液法产量高、成本低，是目前研究和应用的主要方法。中国专利cn105268995a（一种纳米银片的制备方法）中采用硝酸银为原料，聚乙烯吡咯烷酮为表面修饰剂、硼氢化钠为还原剂，在0-60℃多元醇水溶液中反应制备纳米银片。中国专利cn105127448a（一种超大面积纳米银片的室温制备方法）中报道了以硝酸银、pvp、feso4和稀h2so4为原料，室温下磁力搅拌反应3-6h制备纳米银片。

纳米材料由于特殊的表面特点具有自组装特性。纳米材料的自组装是指具有表面特性的纳米颗粒基本结构单元通过非共价键相互作用下自发地形成或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。自组装过程并不是大量原子、离子、分子之间弱作用力的简单叠加，而是若干个体之间同时自发的发生关联并集合在一起形成一个紧密而又有序或准有序的结构体，是一种整体的复杂的协同作用。利用纳米材料的自组装特性可以获得多种复杂结构体，从而赋予材料特殊的功能。中国专利cn108190957a（一种花状钼酸铈纳米棒团簇的制备方法）中报道了以钼酸钠、硝酸铈、聚乙二醇和水为原料在90℃水浴0.5-8h制备花状钼酸铈纳米棒团簇。

目前关于制备纳米银片方法的报道不少，但纳米银片自组装结构的研究报道较少，尤其是类球状纳米银片团簇的合成方面的研究还未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过调控、提供一种工艺简单、操作容易、成本低廉的一种类球状纳米银片团簇的制备方法。反应是在室温条件的水溶液中进行、无特殊添加剂、模板，反应时间短，成本和耗能低，可实现工业化生产。

本发明采用以下技术方案：

一种类球状纳米银片团簇的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）称量硝酸银固体溶于水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量柠檬酸固体溶于去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量硫酸亚铁固体溶于去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5-10分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌1-2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存。

上述类球状纳米银片团簇的制备方法，其特征在于：

在所述混合溶液中，硝酸银浓度为0.8%-6%；柠檬酸浓度为0.3%-2.0%；硫酸亚铁浓度为1.6%-8.0%。

本发明中采用硫酸亚铁为还原剂和抑制剂，fe²⁺将ag⁺还原成ag，fe²⁺则被氧化成fe³⁺；柠檬酸作为表面修饰剂吸附在ag特定晶面，同时，柠檬酸也具有还原反应和调节体系中fe²⁺还原能力的作用，可以控制体系中ag原子成核和生长速率，从而有利于生长ag纳米片。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用常用的硝酸银、硫酸亚铁和柠檬酸为原料，室温下磁力搅拌合成了类球形纳米银片团簇。类球形纳米银片团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成。

本发明的制备方法简单、易于操作、反应是在室温条件的水溶液中进行、无特殊添加剂、模板，反应时间短，成本和耗能低，可实现工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例1中产物的扫描电子显微镜照片。

图2为本发明实施例1中产物的x射线衍射图谱。

图3为本发明实施例2中产物的扫描电子显微镜照片。

图4为本发明实施例3中产物的扫描电子显微镜照片。

图5为本发明实施例4中产物的扫描电子显微镜照片。

图6为本发明实施例5中产物的扫描电子显微镜照片。

图7为本发明实施例6中产物的扫描电子显微镜照片。

图8为本发明实施例7中产物的扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

（1）称量4克硝酸银溶于100毫升去水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量0.75克柠檬酸溶于50毫升去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量5克硫酸亚铁溶于100毫升去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存；

（6）本实施例所制备产物的扫描电子显微镜照片如图1所示，可以看出产物为类球形纳米银片团簇，团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成；

(7)本实施例所制备产物的x射线衍射图如图2所示，与银标准图谱相对照，表明所制备的产物是银。

实施例2:

（1）称量5克硝酸银溶于100毫升去水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量1.0克柠檬酸溶于50毫升去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量5克硫酸亚铁溶于100毫升去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存；

（6）本实施例所制备产物的扫描电子显微镜照片如图3所示，可以看出产物为类球形纳米银片团簇，团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成。

实施例3：

（1）称量5克硝酸银溶于100毫升去水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量1.5克柠檬酸溶于50毫升去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量5克硫酸亚铁溶于100毫升去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存；

（6）本实施例所制备产物的扫描电子显微镜照片如图4所示，可以看出产物为类球形纳米银片团簇，团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成。

实施例4：

（1）称量5克硝酸银溶于100毫升去水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量2.0克柠檬酸溶于50毫升去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量9.5克硫酸亚铁溶于100毫升去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存；

（6）本实施例所制备产物的扫描电子显微镜照片如图5所示，可以看出产物为类球形纳米银片团簇，团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成。

实施例5：

（1）称量15克硝酸银溶于100毫升去水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量4.0克柠檬酸溶于50毫升去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量6.5克硫酸亚铁溶于100毫升去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存；

（6）本实施例所制备产物的扫描电子显微镜照片如图5所示，可以看出产物为类球形纳米银片团簇，团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成。

实施例6：

（1）称量5.0克硝酸银溶于100毫升去水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量2.0克柠檬酸溶于50毫升去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量5.0克硫酸亚铁溶于100毫升去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存；

（6）本实施例所制备产物的扫描电子显微镜照片如图5所示，可以看出产物为类球形纳米银片团簇，团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成。

实施例7：

（1）称量5.0克硝酸银溶于100毫升去水离子水中，配置成硝酸银溶液；

（2）称量1.5克柠檬酸溶于50毫升去离子水中，配置成表面修饰剂溶液；

（3）称量9.5克硫酸亚铁溶于100毫升去离子水中，配置成抑制剂溶液；

（4）在室温条件下，将步骤（2）制备的溶液加入到（1）中，搅拌5分钟后，将步骤（3）制备的溶液快速加入到上述混合溶液中，在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌2小时；

（5）反应完成后，将产物进行离心，先用去离子水离心洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，即获得类球状纳米银片团簇，将所述类球形纳米银片团簇分散到去离子水中保存；

（6）本实施例所制备产物的扫描电子显微镜照片如图5所示，可以看出产物为类球形纳米银片团簇，团簇直径200-500nm，由厚度10-30nm，大小70-150nm的纳米银片自组装形成。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围。

本发明公开了一种类球状纳米银片团簇的制备方法，其特征在于：将浓度为0.8%-6%的硝酸银与浓度为0.3%-2.0%的柠檬酸混合，搅拌5-10分钟后，将浓度为1.6%-8.0%的硫酸亚铁加入到上述混合溶液中在550r/min的搅拌速度下，磁力搅拌1-2小时，反应完成后，将产物进行离心洗涤，即获得类球状纳米银片团簇。本发明的制备方法简单、易于操作、反应是在室温条件的水溶液中进行、无特殊添加剂、模板，反应时间短，成本和耗能低，可实现工业化生产。