银纳米立方体的制备方法与流程

本发明涉及一种立方体的制备方法，尤其是一种银纳米立方体的制备方法。

背景技术：

银纳米材料具有块体材料所没有的独特的物理与化学性质，这些性质的体现又在很大程度上依赖于其形貌与尺寸等因素，因此合成不同形貌和调控不同尺寸的银纳米材料受到了人们广泛的关注。对于银纳米立方体，由于其具有棱角尖锐、曲率大，可以看作天线振子，能够产生类似于天线效应的电磁场增强而可以用作具有高灵敏度的sers基底，为此，人们做出了各种努力，如题为“facilesynthesisofagnanocubesandaunanocages”，nat.protoc.，2，2182(2007)(“银纳米立方体和金纳米笼颗粒的简易合成”，《自然-实验指南》2007年第2期第2182页)的文章。该文中提及的合成方法为油浴多元醇法，具体为使用聚乙烯吡咯烷酮为表面包覆剂、乙二醇为还原剂和溶剂、硝酸银为银源前驱体、硫化钠为控制剂，在150℃的油浴条件下合成银纳米立方体。这种合成方法虽可获得质量较好的银纳米立方体，却也存在着制备过程繁琐，条件苛刻，重复性不好，产量较低的不足之处。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种简单便捷、可批量制备的银纳米立方体的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，银纳米立方体的制备方法采用溶剂热法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先按照0.3-0.75mol/l的聚乙烯吡咯烷酮k30乙二醇溶液、0.2-0.5mol/l的硝酸银乙二醇溶液和0.034-0.27mol/l的氯化钠乙二醇溶液的体积比为1：0.3-1：0.1-0.4的比例，将三者混合后剧烈搅拌至少1min，得到混合液，再将混合液置于密闭状态，于140-180℃下反应1.5-10h，得到反应液；

步骤2，先待反应液冷却至室温，再对其依次进行固液分离、洗涤和干燥处理，制得边长为40-150nm的银纳米立方体。

作为银纳米立方体的制备方法的进一步改进：

优选地，剧烈搅拌为1000r/min的搅拌。

优选地，剧烈搅拌的时间为1-3min。

优选地，固液分离处理为离心分离，其转速为7000-9000r/min、时间为5-10min。

优选地，洗涤处理为使用去离子水或乙醇对分离得到的固态物进行3-5次的清洗，清洗时分离固态物为离心分离。

优选地，干燥处理为将清洗后的固态物置于40-70℃下烘干。

相对于现有技术的有益效果是：

其一，对制得的目的产物分别使用扫描电镜和x射线衍射仪进行表征，由其结果可知，目的产物为分散性很好和整齐划一的立方体；其中，立方体的边长为40-150nm。立方体的成分为银，其为银的单晶结构。

其二，制备方法简单、科学、高效。不仅制得了目的产物——银纳米立方体，还有着工艺简单便捷、可批量制备，从而易于大规模工业化生产的特点，进而使目的产物极易于广泛地商业化应用于催化和表面增强拉曼散射等领域。

附图说明

图1是对制备方法制得的目的产物使用扫描电镜(sem)进行表征的结果之一。sem图像显示出目的产物为分散性很好和尺寸整齐划一的立方体。

图2是对制得的目的产物使用x射线衍射(xrd)仪进行表征的结果之一。xrd谱图表明目的产物的成分为银，其具有面心立方(fcc)结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

首先从市场购得或自行制得：

聚乙烯吡咯烷酮k30乙二醇溶液，在配制此溶液的过程中应给予搅拌和加热处理，以有助于聚乙烯吡咯烷酮k30的完全溶解；

硝酸银乙二醇溶液，在配制此溶液的过程中需用锡箔纸避光，并且搅拌的时间不宜过长，以避免硝酸银发生反应；

氯化钠乙二醇溶液；

去离子水；

乙醇。

接着：

实施例1

制备的具体步骤为：

步骤1，先按照0.3mol/l的聚乙烯吡咯烷酮k30乙二醇溶液、0.5mol/l的硝酸银乙二醇溶液和0.034mol/l的氯化钠乙二醇溶液的体积比为1：0.3：0.4的比例，将三者混合后剧烈搅拌1min；其中，剧烈搅拌为1000r/min的搅拌，得到混合液。再将混合液置于密闭状态，于140℃下反应10h，得到反应液。

步骤2，先待反应液冷却至室温。再对其依次进行固液分离、洗涤和干燥处理；其中，固液分离处理为离心分离，其转速为7000r/min、时间为10min，洗涤处理为使用去离子水(或乙醇)对分离得到的固态物进行3次的清洗，清洗时分离固态物为离心分离，干燥处理为将清洗后的固态物置于40℃下烘干，制得近似于图1所示，以及如图2中的曲线所示的银纳米立方体。

实施例2

制备的具体步骤为：

步骤1，先按照0.41mol/l的聚乙烯吡咯烷酮k30乙二醇溶液、0.425mol/l的硝酸银乙二醇溶液和0.09mol/l的氯化钠乙二醇溶液的体积比为1：0.48：0.32的比例，将三者混合后剧烈搅拌2.3min；其中，剧烈搅拌为1000r/min的搅拌，得到混合液。再将混合液置于密闭状态，于150℃下反应7.8h，得到反应液。

步骤2，先待反应液冷却至室温。再对其依次进行固液分离、洗涤和干燥处理；其中，固液分离处理为离心分离，其转速为7500r/min、时间为9min，洗涤处理为使用去离子水(或乙醇)对分离得到的固态物进行3次的清洗，清洗时分离固态物为离心分离，干燥处理为将清洗后的固态物置于48℃下烘干，制得近似于图1所示，以及如图2中的曲线所示的银纳米立方体。

实施例3

制备的具体步骤为：

步骤1，先按照0.52mol/l的聚乙烯吡咯烷酮k30乙二醇溶液、0.35mol/l的硝酸银乙二醇溶液和0.15mol/l的氯化钠乙二醇溶液的体积比为1：0.65：0.25的比例，将三者混合后剧烈搅拌2.5min；其中，剧烈搅拌为1000r/min的搅拌，得到混合液。再将混合液置于密闭状态，于160℃下反应5.7h，得到反应液。

步骤2，先待反应液冷却至室温。再对其依次进行固液分离、洗涤和干燥处理；其中，固液分离处理为离心分离，其转速为8000r/min、时间为7.5min，洗涤处理为使用去离子水(或乙醇)对分离得到的固态物进行4次的清洗，清洗时分离固态物为离心分离，干燥处理为将清洗后的固态物置于55℃下烘干，制得如图1所示，以及如图2中的曲线所示的银纳米立方体。

实施例4

制备的具体步骤为：

步骤1，先按照0.63mol/l的聚乙烯吡咯烷酮k30乙二醇溶液、0.275mol/l的硝酸银乙二醇溶液和0.21mol/l的氯化钠乙二醇溶液的体积比为1：0.82：0.13的比例，将三者混合后剧烈搅拌2.8min；其中，剧烈搅拌为1000r/min的搅拌，得到混合液。再将混合液置于密闭状态，于170℃下反应3.6h，得到反应液。

步骤2，先待反应液冷却至室温。再对其依次进行固液分离、洗涤和干燥处理；其中，固液分离处理为离心分离，其转速为8500r/min、时间为6min，洗涤处理为使用去离子水(或乙醇)对分离得到的固态物进行4次的清洗，清洗时分离固态物为离心分离，干燥处理为将清洗后的固态物置于63℃下烘干，制得近似于图1所示，以及如图2中的曲线所示的银纳米立方体。

实施例5

制备的具体步骤为：

步骤1，先按照0.75mol/l的聚乙烯吡咯烷酮k30乙二醇溶液、0.2mol/l的硝酸银乙二醇溶液和0.27mol/l的氯化钠乙二醇溶液的体积比为1：1：0.1的比例，将三者混合后剧烈搅拌3min；其中，剧烈搅拌为1000r/min的搅拌，得到混合液。再将混合液置于密闭状态，于180℃下反应1.5h，得到反应液。

步骤2，先待反应液冷却至室温。再对其依次进行固液分离、洗涤和干燥处理；其中，固液分离处理为离心分离，其转速为9000r/min、时间为5min，洗涤处理为使用去离子水(或乙醇)对分离得到的固态物进行5次的清洗，清洗时分离固态物为离心分离，干燥处理为将清洗后的固态物置于70℃下烘干，制得近似于图1所示，以及如图2中的曲线所示的银纳米立方体。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的银纳米立方体的制备方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。