一种银/氯化银复合纳米立方体的制备方法与流程

本发明涉及一种银/氯化银复合纳米立方体的制备方法，该纳米粒子作为光催化剂对重铬酸钾、罗丹明b等污染物展现出较高的催化活性和稳定性。

背景技术：

随着工业技术的迅速发展，重金属和有机污染物对环境和人类的生存影响越来越大，尤其是致癌物重铬酸根，对人类的健康构成巨大威胁。近些年的研究发现，有些半导体复合材料可利用光源催化重铬酸根的降解，然而目前已有的商业化光催化剂的活性远远不能满足人们的需求。需找一种新型的高效光利用材料越来越受到研究者的重视。

最近的几年研究发现，氯化银的某些晶面，例如{111}晶面、{100}晶面等，对于光催化降解污染物有着非常优异的活性，然而氯化银同时也是光敏感材料，光照下稳定性较差，因此提高氯化银稳定性，合成高纯度的特定晶面材料逐渐成为光催化研究的热点。另外，常用的氯化银材料均一性差，严重的限制了其催化活性和对该材料性能的深入了解。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种简单有效的制备分散均匀并且形貌、尺寸及组成可控的银/氯化银复合纳米立方体的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、制备氯化银纳米立方体

以蒸馏水为溶剂，将硝酸银、聚丙烯胺盐酸盐、氯化钠或氯化钾按摩尔比为1:(6～30):(5～15)混合均匀，用氢氧化钠水溶液调节所得混合液的ph值至5～9，在40～80℃下搅拌0.5～2小时，离心，得到氯化银纳米立方体。

2、制备银/氯化银复合纳米立方体

将步骤1得到的氯化银纳米立方体均匀分散于二甘醇中，在140～160℃下还原0.5～3小时，离心、洗涤、干燥，得到银/氯化银复合纳米立方体。

上述步骤1中，所述硝酸银、聚丙烯胺盐酸盐、氯化钠或氯化钾的摩尔比优选为1:10:10。

上述的聚丙烯胺盐酸盐的数均分子量为1000～150000，优选聚丙烯胺盐酸盐的数均分子量为5000～150000。

上述步骤1中，优选用氢氧化钠水溶液调节所得混合液的ph值至8，所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的浓度为0.3～1.0mol/l。

上述步骤1中，进一步优选在60℃下搅拌1.5小时。

上述步骤2中，优选在150℃下还原1.5小时。

本发明的有益效果如下：

1、本发明采用聚丙烯胺盐酸盐(pah)为稳定剂，在制备氯化银纳米立方体的过程中，pah作为银离子的稳定剂，其中的n与硝酸银中的ag⁺络合，使形成氯化银的反应速率明显下降，从而得到尺寸与形貌可控的氯化银纳米立方体。

2、本发明以氯化银纳米立方为载体，同时也作为ag的前驱体，以二甘醇为溶剂和还原剂，直接部分还原ag⁺为单质ag，附着在氯化银纳米立方体上。同时通过控制还原反应时间，可有效控制还原ag的量，从而得到成分可控的银/氯化银纳米立方体。

3、本发明不需要较长的反应时间，不需要复杂的ph调控过程，操作简单，产品产量高、纯度高，且均一性好，适合大规模生产。

4、本发明制备的银/氯化银纳米立方体与商业化催化剂p25二氧化钛相比，对重铬酸钾、罗丹明b等污染物的光催化降解有着优异的活性，在光催化领域具有潜在的应用前景。

附图说明

图1是实施例1制备的氯化银纳米立方体的sem图。

图2是实施例1制备的银/氯化银纳米立方体的sem图。

图3是实施例1制备的银/氯化银纳米立方体的tem图。

图4是实施例2制备的银/氯化银纳米立方体的sem图。

图5是实施例3制备的银/氯化银纳米立方体的sem图。

图6是实施例4制备的银/氯化银纳米立方体的sem图。

图7是实施例5制备的银/氯化银纳米立方体的sem图。

图8是实施例6制备的银/氯化银纳米立方体的sem图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

1、制备氯化银纳米立方体

取0.5ml0.1mol/l的硝酸银水溶液、1ml0.5mol/l数均分子量为150000的聚丙烯胺盐酸盐水溶液、20ml0.025mol/l的氯化钠水溶液混合均匀，用0.5mol/l氢氧化钠水溶液调节所得混合液的ph值至8，60℃反应1.5小时，离心，得到氯化银纳米立方体(见图1)。

2、制备银/氯化银纳米立方体

将步骤1得到的氯化银纳米立方体加入到10ml二甘醇中，超声分散均匀，在150℃下还原1.5小时，得到银/氯化银纳米立方体。由图2和3可见，银/氯化银纳米立方体的尺寸在120～130nm左右。

实施例2

在实施例1中，20ml0.025mol/l的氯化钠水溶液用20ml0.025mol/l的氯化钾水溶液替换，其他步骤与实施例1相同，得到银/氯化银纳米立方体(见图4)。

实施例3

在实施例1中，1ml0.5mol/l数均分子量为150000的聚丙烯胺盐酸盐水溶液用1ml0.5mol/l数均分子量为5000的聚丙烯胺盐酸盐水溶液替换，其他步骤与实施例1相同，得到银/氯化银纳米立方体(见图5)。

实施例4

在实施例1中，1ml0.5mol/l数均分子量为150000的聚丙烯胺盐酸盐水溶液用3ml0.5mol/l数均分子量为5000的聚丙烯胺盐酸盐水溶液替换，其他步骤与实施例1相同，得到银/氯化银纳米立方体(见图6)。

实施例5

在实施例1中，20ml0.025mol/l的氯化钠水溶液用10ml0.025mol/l的氯化钠水溶液替换，其他步骤与实施例1相同，得到银/氯化银纳米立方体(见图7)。

实施例6

在实施例1的步骤1中，在40℃下反应2小时，其他步骤与实施例1相同，得到银/氯化银纳米立方体(见图8)。

发明人采用实施例1得到的银/氯化银纳米立方体催化重铬酸钾和罗丹明b，具体方法为：

1、重铬酸钾的降解

将20mg银/氯化银纳米立方体加入到20ml10mg/ml的重铬酸钾水溶液中，再加入10ml0.01mol/l的乙二胺四乙酸水溶液，混合均匀，用高氯酸调节混合液的ph至2，然后加入10ml0.02mol/l二苯碳酰二肼的丙酮溶液，该混合液的颜色变成紫色。使用氙灯作为模拟阳光光源，进行光催化实验，光源距离溶液距离为20cm，反应过程中通过水浴控制温度为25℃(避免光照升温对实验的影响)，通过紫外分光光度仪检测不同催化时间下，溶液吸光度的变化，即可得出重铬酸钾的催化降解速度与降解效率，结果见表1。

2、罗丹明b的降解

将20mg银/氯化银纳米立方体加入到20ml10mg/ml的罗丹明b水溶液中，其他步骤与重铬酸钾的降解步骤相同，结果见表1。

表1重铬酸钾和罗丹明b降解效果

由表1可见，以本发明制备的银/氯化银纳米立方体为催化剂，其对重铬酸钾和罗丹明b均表现出很高的降解效率和很快的降解速度。