一步法制备表面包覆纳米银颗粒的二氧化硅微球的制作方法

本专利说明了一种纳米银包覆二氧化硅微球的制备方法，该方法具有环境友好性以及简单快捷的特点。

背景技术：

杂相复合材料一直吸引着化学与物理工作者的研究热情，尤其是通过化学反应对材料基质表面进行处理，例如，对二氧化硅微球表面进行官能团的修饰，具体包括：巯基、氨基、乙烯基等，经过修饰后的二氧化硅微球广泛地应用于催化、荧光检测和生物传感器。目前常采用的方法通常比较繁琐，使用有机硅烷或者有机物附着在已制备完成的微球表面，但是附着量非常有限。

纳米银在杀菌、检测、催化等方面均有广泛应用，溶胶凝胶法是制备纳米银的一种常用方法，能够在水溶液中制备出大小可控的银纳米粒子，具有简单、快捷、可控度高等优点，通常是在含有保护剂或稳定剂存在的条件下还原银溶液而得到，因此得到的银纳米粒子表面通产包覆着稳定剂，避免纳米银粒子继续生长或聚沉。由于纳米银表面被稳定剂覆盖，在实际应用时需要进行处理，得到裸露的银粒子，这一过程对纳米银的稳定性有较大的影响，因此直接制备纳米银裸球具有较高的应用价值。

由于纳米粒子的回收一般比较困难，因此涉及到需要重复利用的时候，通常将纳米材料负载在载体上面，如二氧化硅微球，在不影响其性能的条件下提高纳米材料的回收率。本发明即介绍了一种制备纳米银负载的二氧化硅微球的简易方法。

技术实现要素：

本发明主要介绍纳米银裸球负载在二氧化硅微球表面的制备方法，主要技术包括：二氧化硅微球的制备，负载在二氧化硅微球表面的纳米银粒子裸球则制备两个方面。方法具有操作简单、反应要求低、环境友好性高等优点。

本发明按如下的技术路线实现：在搅拌条件下，将3-巯基丙基三甲氧基硅均匀分散在水中，然后加入适量的氨水，在一定温度条件搅拌反应一定小时，随后离心收集沉淀，分别用乙醇和水洗涤三次，得到大小在亚微米级别的二氧化硅微球，且微球表面富含巯基。最后将微球分撒到0.1mol/l的硝酸银溶液中，搅拌反应3小时后离心洗涤，收集沉淀真空干燥，得到表面富含纳米银粒子的二氧化硅微球。

技术方案中所述：3-巯基丙基三甲氧基硅与水的比例通常为1~20:100（体积比），刚加入水中的3-巯基丙基三甲氧基硅油滴在搅拌条件下，逐渐分散在水中形成均一的透明液体，然后加入氨水，氨水与水的体积比为0.5~1.5:100，搅拌速度为400~1000rpm，反应温度为20~60℃，反应时间为12~72h。反应完全后离心，用乙醇、水依次洗涤沉淀，随后将沉淀加入到0.01~0.1mol/l的银盐溶液中，通常为硝酸银溶液，室温反应后离心洗涤沉淀并真空干燥得到表面包覆纳米银粒子的二氧化硅微球。

本发明的优点在于：1、制备方法简单、反应要求低；2、与传统方法相比，本发明得打的纳米银为表面没有保护剂的裸球，不需要进行后续处理既可以直接应用；3、得到的银包覆跪求的粒径在亚微米级别，分离较为简单，只需要简单过滤或离心即可。

实施例一：1、控制搅拌速度为400rpm，将200µl的mptms加入到10ml水中，搅拌至mptms液滴分散在水中得到透明液体。2、将100µl的氨水加入到上述溶液中，继续搅拌反应24h。3、离心收集沉淀，并依次用乙醇、水洗涤，分散在2ml水中保存。4、将微球悬浊液加入到10ml硝酸银水溶液中，硝酸银浓度为0.1mol/l，反应3h。5、离心收集沉淀，并用水洗涤三次，随后在40℃条件下真空干燥得到纳米银包覆的二氧化硅微球，对此微球进行表征。

实施例二：1、控制搅拌速度为500rpm，控制反应温度为40℃，将300µl的mptms加入到10ml水中，搅拌至mptms液滴分散在水中得到透明液体。2、将150µl的氨水加入到上述溶液中，继续搅拌反应48h。3、离心收集沉淀，并依次用乙醇、水洗涤，分散在2ml水中保存。4、将微球悬浊液加入到10ml硝酸银水溶液中，硝酸银浓度为0.1mol/l，反应3h。5、离心收集沉淀，并用水洗涤三次，随后在40℃条件下真空干燥得到纳米银包覆的二氧化硅微球，对此微球进行表征。

改变反应条件，主要影响二氧化硅微球的大小，一般来说mptms的用量越高，二氧化硅微球的体积就越大；搅拌速度增加，微球增大，氨水用量增加，微球体积变小；反应温度越高，微球的大小越均匀，但温度过高会对微球表面巯基的含量产生不利影响，导致表面银粒子数减少。银离子浓度主要影响纳米银粒子的生成速度。根据上述的反应步骤，改变反应条件可以得到不同大小的包覆银纳米粒子的二氧化硅微球，因此不再赘述。

附图说明

附图1为二氧化硅微球的扫描电镜图。

附图2为表面包覆银纳米粒子二氧化硅微球的透射电镜图。

技术特征：

技术总结
本发明主要介绍纳米银裸球负载在二氧化硅微球表面的制备方法，主要技术包括：二氧化硅微球的制备，负载在二氧化硅微球表面的纳米银粒子裸球则制备两个方面。方法具有操作简单、反应要求低、环境友好性高等优点。

技术研发人员：沈启慧;刘岩;刘曼
受保护的技术使用者：吉林化工学院
技术研发日：2017.06.02
技术公布日：2017.09.26