一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硫化银-蒙脱土(Ag2S-MMT)纳米复合材料的制备方法，属于纳米复合材料的制备技术领域。
【背景技术】
[0002]硫化银(Ag2S)是I?VI族的一种化学稳定性高的、窄能带(带隙为1.1eV)半导体材料，有较好的光电、热电性能，具有卓越的光学、电学特性，在光电池、光电导器件、红外检测器等领域有着广泛应用。【Xiang J H, Cao H Q, Wu Q Z.Phys ChemC，2008, 112:3580-3584】。而纳米级硫化银材料因产生较大的比表面以及量子尺寸效应，在光吸收、传感、催化等方面，有更为广泛而又重要的潜在性的应用。【徐晓冬，高秀敏，刘建清.材料导报，2008，22 (7): 53-55.】。
[0003]然而由于单一纳米材料存在易吸附、易聚集的缺点，导致其化学活性点的减少，从而导致其活性的降低。为了克服这一缺陷，研宄者们将目光转向了对金属硫化物的修饰上。例如，壳聚糖/纳米硫化镉复合物表现出了更高更好地可见光催化降解刚果红的效果。
[0004]蒙脱土是由两层硅氧四面体片和一层铝氧八面体片构成的2:1型层状硅酸盐矿物。蒙脱土的结构特点赋予其独特的物理化学性质，其中包括较高的比表面积、较强的吸附能力、可溶胀性和离子交换等。且蒙脱土的储量丰富、分布广泛、价格低廉，蒙脱土的这些性质促使其在环保、催化、医药等多方面发挥着重要作用。
【发明内容】
[0005]基于上述技术问题，本发明提供一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法。
[0006]本发明所采用的技术解决方案是:
[0007]一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0008](I)选取蒙脱土、硝酸银、硫代乙酰胺以及盐酸为原料；
[0009](2)将蒙脱土分散到去离子水中，搅拌，得到蒙脱土悬浮液；
[0010](3)将硝酸银溶解到去离子水中，得到硝酸银溶液，将硝酸银溶液逐滴加入到步骤
(2)中制备的蒙脱土悬浮液中，得到溶液A ;
[0011 ] (4)将盐酸溶液加入到硫代乙酰胺中，得到溶液B ;
[0012](5)将溶液A与溶液B同时置于密封容器中，于室温搅拌条件下反应12-24小时，然后经离心、洗涤、干燥，制得硫化银-蒙脱土纳米复合材料。
[0013]步骤⑴中:所述蒙脱土与硝酸银的质量配比优选为2:1?12:1 ;所述硝酸银与硫代乙酰胺的摩尔配比优选为1: 5?1: 25 ;所述盐酸与硫代乙酰胺的摩尔配比优选大于2 ;所述盐酸溶液的浓度优选为0.1?lmol/L。
[0014]步骤⑵中:所述蒙脱土悬浮液中蒙脱土的质量分数优选为I 搅拌时间优选为10?12小时。
[0015]步骤(3)中:所述硝酸银溶液中硝酸银的质量分数优选为0.5%?2.1 %。
[0016]步骤(5)中:干燥温度优选为60-70 °C。
[0017]步骤(5)中:所述密封容器优选为密封干燥器或密封反应罐。
[0018]本发明的有益技术效果是:
[0019]与现有技术相比，本发明首次合成硫化银-蒙脱土纳米复合材料，该硫化银-蒙脱土纳米复合材料具有纯度高、尺寸小、催化活性好等优点，以其为传感材料的比色生物传感器在检测过氧化氢时具有简便、稳定、灵敏度高等特点。另外，本发明制备方法具有工艺简单、操作简便、反应温度低、收率高等优点。
【附图说明】
[0020]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
[0021]图1是Ag2S纳米材料的X射线衍射图；
[0022]图2是实施例1、实施例2以及实施例3制得的硫化银-蒙脱土纳米复合材料的X射线衍射图，其中，曲线a为蒙脱土的X射线衍射图，曲线b、c、d依次为实施例1、实施例2以及实施例3制得的硫化银-蒙脱土纳米复合材料的X射线衍射图；
[0023]图3是实施例2制得的硫化银-蒙脱土纳米复合材料的透射电镜图；
[0024]图4是不同反应体系的紫外可见吸收光谱图。
【具体实施方式】
[0025]实施例1
[0026]称取0.3g蒙脱土置于烧杯中，加入30mL去离子水，剧烈搅拌10小时将蒙脱土进行分散，得质量分数为I %的蒙脱土悬浮液。称取0.0509g硝酸银于另一烧杯中，用1mL去离子水将其溶解得到硝酸银溶液。将硝酸银溶液逐滴加入到蒙脱土悬浮液中，继续搅拌3小时得溶液A。称取0.1352g硫代乙酰胺(作为硫源)，用0.5mol/L的盐酸溶液10ml将其溶解得溶液B。迅速将溶液A与溶液B同时放入密封干燥器中进行反应24小时。反应结束后，将所得产物离心分离、用去离子水洗涤三次，于60°C下干燥6小时得产品。
[0027]实施例2
[0028]称取0.3g蒙脱土置于烧杯中，加入30mL去离子水，剧烈搅拌10小时将蒙脱土进行分散，得质量分数为I %的蒙脱土悬浮液。称取0.1019g硝酸银于另一烧杯中，用1mL去离子水将其溶解得硝酸银溶液。将硝酸银溶液逐滴加入到蒙脱土悬浮液中，继续搅拌3小时得溶液A。称取0.2704g硫代乙酰胺(作为硫源)，用0.6mol/L的盐酸溶液120ml将其溶解得溶液B。迅速将溶液A与溶液B同时放入密闭的干燥器中进行反应24小时。反应结束后，将所得产物离心分离、用去离子水洗涤三次，于65°C下干燥6小时得产品。
[0029]实施例3
[0030]称取0.3g蒙脱土置于烧杯中，加入30mL去离子水，剧烈搅拌12小时将蒙脱土进行分散，得质量分数为I %的蒙脱土悬浮液。称取0.2039g硝酸银于另一烧杯中，用1mL去离子水将其溶解得硝酸银溶液。将硝酸银溶液逐滴加入到蒙脱土悬浮液中，继续搅拌3小时得溶液A。称取0.5408g硫代乙酰胺(作为硫源)，用0.3mol/L的盐酸溶液150ml将其溶解得溶液B。迅速将溶液A与溶液B同时放入密封反应罐中进行反应24小时。反应结束后，将所得产物离心分离、用去离子水洗涤三次，于70°C下干燥6小时得产品。
[0031]上述实施例中蒙脱土可以直接从市场上购买得到，所用的其他原料试剂均为分析纯。
[0032]对所得产品进行测试，结果如图所示。图1是Ag2S纳米材料的X射线衍射图，谱图中的峰都对应于硫化银的衍射峰；图2中曲线b、c、d均在2 Θ = 40.74。,43.38° ,46.22°处出现了 Ag2S的特征峰，可以得知Ag2S已成功负载在了蒙脱土上。从图3的透射电镜图片可以看到Ag2S纳米粒子较均匀地分散在了蒙脱土表面上。上述结果表明，Ag2S成功地复合在了蒙脱土上。
[0033]模拟酶活性比色测试:
[0034]1.称取实施例1所制备的Ag2S-MMT纳米复合材料7.0mg溶于1ml 二次蒸馏水中，超声条件下使其分散均匀，制得溶液A ;
[0035]2.称取0.0024g的TMB (3，3’，5，5’ _四甲基联苯胺)溶于1ml 二次蒸馏水中，配制成摩尔浓度为1.0mmoI/L的溶液B ；
[0036]3.量取0.24ml的30%的过氧化氢定容为10ml，配制成0.25mol/L的溶液C ；
[0037]4.配制pH = 3.8的醋酸-醋酸钠缓冲溶液D ；
[0038]a:用移液器量取 1400 μ I D+200 μ I Α+200 μ I C+200 μ I B 置于 5ml 的比色皿中；
[0039]b:用移液器量取1600 μ I D+200 μ I Α+200 μ I B置于5ml的比色皿中；
[0040]c:用移液器量取1600 μ I D+200 μ I C+200 μ I B置于5ml的比色皿中。
[0041]在室温下进行反应，观察发现:一分钟后a比色皿中的液体显示明显的蓝色，而b、c比色皿中的液体颜色无变化；几小时后c比色皿中的液体逐渐变蓝；而b比色皿中的液体颜色始终无变化。
[0042]结果分析:H202能氧化TMB显示明显的蓝色，由上述实验观察结果可以看出，相比于c中未加Ag2S-MMT纳米复合材料，a中加入Ag2S-MMT纳米复合材料后，H2O2与TMB的反应颜色变化更快，说明本发明所制备的Ag2S-MMT纳米复合材料确实起到了很好的催化效果。b中始终没有发生颜色变化，说明Ag2S-MMT纳米复合材料并无氧化能力，而a比色皿中的液体很快就变蓝，由此证明Ag2S-MMT纳米复合材料可用作过氧化物酶的模拟酶。
[0043]同时用紫外-可见分光光度计对反应体系进行监测，结果如图4所示。
[0044]结果分析:在633nm波长处a体系的吸光度明显比b、c体系高，证明了 Ag2S-MMT纳米复合材料的加入促进了 H2O2与TMB的反应。而b体系在633nm处并没有吸收峰，说明Ag2S-MMT纳米复合材料对TMB并无氧化作用。以上结果也说明了 Ag2S-MMT纳米复合材料可以作为过氧化物模拟酶对H2O2进行监测分析。
【主权项】
1.一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)选取蒙脱土、硝酸银、硫代乙酰胺以及盐酸为原料； (2)将蒙脱土分散到去离子水中，搅拌，得到蒙脱土悬浮液； (3)将硝酸银溶解到去离子水中，得到硝酸银溶液，将硝酸银溶液逐滴加入到步骤(2)中制备的蒙脱土悬浮液中，得到溶液A ; (4)将盐酸溶液加入到硫代乙酰胺中，得到溶液B; (5)将溶液A与溶液B同时置于密封容器中，于室温搅拌条件下反应12-24小时，然后经离心、洗涤、干燥，制得硫化银-蒙脱土纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(I)中:所述蒙脱土与硝酸银的质量配比为2: I?12:1。3.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(I)中:所述硝酸银与硫代乙酰胺的摩尔配比为1: 5?1: 25。4.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(I)中:所述盐酸与硫代乙酰胺的摩尔配比大于2。5.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(I)中:所述盐酸溶液的浓度为0.1?lmol/L。6.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中:所述蒙脱土悬浮液中蒙脱土的质量分数为1%。7.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤⑵中:搅拌时间为10?12小时。8.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中:所述硝酸银溶液中硝酸银的质量分数为0.5%?2.1%。9.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中:干燥温度为60-70 °C。10.根据权利要求1所述的一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中:所述密封容器为密封干燥器或密封反应罐。
【专利摘要】本发明公开了一种硫化银-蒙脱土纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：将蒙脱土分散到去离子水中，搅拌，得到蒙脱土悬浮液；将硝酸银溶解到去离子水中，得到硝酸银溶液，将硝酸银溶液逐滴加入到蒙脱土悬浮液中，得到溶液A；将盐酸溶液加入到硫代乙酰胺中，得到溶液B；将溶液A与溶液B同时置于密封容器中，于室温搅拌条件下反应12-24小时，然后经离心、洗涤、干燥，制得硫化银-蒙脱土纳米复合材料。本发明首次合成硫化银-蒙脱土纳米复合材料，该硫化银-蒙脱土纳米复合材料具有纯度高、尺寸小、催化活性好等优点，以其为传感材料的比色生物传感器在检测过氧化氢时具有简便、稳定、灵敏度高等特点。
【IPC分类】G01N21/78, B01J27/04
【公开号】CN104923260
【申请号】CN201510237277
【发明人】刘青云, 姜艳玲, 张乐友, 孙丽芳, 丁艳园
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月12日