一种利用低温技术制备和保存无色纳米银溶胶的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米材料技术领域，涉及低温技术固相制备纳米材料，更具体为一种利用低温技术制备和保存无色纳米银溶胶的方法。
【背景技术】
[0002]纳米银就是将粒径做到纳米级的金属银单质。据报道纳米银在抗菌材料、高效催化剂、润滑剂、光吸收材料、涂料、传感器、导电浆料、高性能电极材料等领域都具有广阔的应用前景，成为具有特殊性能的功能材料理论研宄和应用开发的重要课题。如在化纤中加入少量的纳米银，可以改善化纤制品的某些性能，并使其具有很强的杀菌能力；在氧化硅薄膜中掺杂适量的纳米银，可使镀这种薄膜的玻璃有一定的光致发光性；用纳米银敷料涂烧伤创面及久治不愈的痔疮，可收到良好效果。
[0003]目前，纳米银的制备和保存方法，主要存在以下问题:
[0004]I)目前纳米银的制备方法以载体法/模板法、溶胶-凝胶法、固相法、辐照法等方法为主，步骤较多、制备工艺不易控制，制备条件苛刻；
[0005]2)目前纳米银制备方法见文献报道的工艺繁多，制备得到的纳米银颜色各异，随着粒径的变化颜色呈现亮黄色、棕黄色、棕红色、紫红色、蓝紫色以及褐色等。中国专利200410069105.9公开了一种纳米银胶体水溶液的制备方法，该方法是采用双注控制技术，在搅拌器的搅拌下，将银氨水溶液和还原剂水溶液同时双注入含有保护剂水溶液的反应体系内，生成纳米银粒子，经超滤脱盐，得到纳米的纳米银胶体水溶液。200810143657.8公开了一种纳米银的制备方法，其主要特征以高压灭菌锅为反应环境，利用硝酸银为银源，可溶性淀粉等多糖物质作为保护剂，制备得到纳米银溶胶。201010215387.4公开了一种纳米银溶胶的制备方法，其包括以下步骤，a)将硝酸银溶解于超纯水中，得到硝酸银溶液；b)用搅拌器快速搅拌所述硝酸银溶液；c)通过油浴加热所述硝酸银溶液，加热到一定温度后降低所述搅拌器的搅拌速度；d)持续通入氢气还原所述硝酸银溶液制得纳米银溶胶。201310574416.X公开了一种纳米银溶胶及其制备与纯化方法，采用银盐、保护剂和助溶剂，以水为溶剂，将银盐溶液、保护剂水溶液混合，加入一定量的还原剂还原，得到初始纳米银溶胶，该溶胶经调节pH值、沉淀、分离、洗涤、重溶后得到所需要浓度的纳米银溶胶。201410344102.5发明公开了一种纳米银溶胶的制备方法，将硝酸银溶液或银氨溶液与多聚赖氨酸水溶混合，在50-100°C的条件下搅拌反应30-180min，获得纳米银溶胶。
[0006]以上发明存在利用保护剂、保护气、高温加热步骤，而且得到的纳米银粒度分布广、不易控制，性能不稳定，保存易变质的问题。而且大量保护剂和分散剂等的使用不可避免的给纳米银胶体溶液的应用安全性带来问题。带颜色纳米银溶胶的应用在纺织载银等对色彩要求严苛的领域受到限制。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是，鉴于现有技术中纳米银在制备过程中必须添加保护剂，分散剂，而且有颜色的纳米银也使纳米银溶胶的使用领域受到限制。本发明提供一种利用低温技术制备和保存无色纳米银溶胶的方法，所述制备方法不需要保护剂、分散剂，也不需要分离过程，并且制备的无色纳米银具有粒度小、纯度高和易保存等优点。
[0008]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0009]一种利用低温技术制备和保存无色纳米银溶胶的方法，包括以下步骤:
[0010]I)将含银原料加入水中，混合均匀，得到含银原料的水溶液，冷冻、粉碎，得到含银原料的冰沙；
[0011 ] 2)将还原剂加入水中，混合均匀，得到含有还原剂的水溶液，冷冻，粉碎，得到含有还原剂的冰沙；
[0012]3)步骤I)得到的含银原料的冰沙和步骤2)得到含有还原剂的冰沙混合，研磨，得到纳米银冰晶；
[0013]4)保存步骤3)得到的纳米银冰晶。
[0014]进一步，步骤I)中，所述含银原料为硝酸银，所述硝酸银水溶液中硝酸银的摩尔浓度为 0.1-0.5mol/Lo
[0015]进一步，步骤2)中，所述还原剂的摩尔浓度为0.1-0.5mol/L.
[0016]进一步，步骤2)中，所述还原剂为抗坏血酸、水合肼、双氧水中的一种或几种。
[0017]进一步，步骤I)和步骤2)中，所述冷冻温度为_4°C至_24°C，冷冻时间8_24h ;所述粉碎粒度为1-3 μ m，粉碎时的温度为-15°C至-18°C。
[0018]进一步，步骤3)中，所述反应中，银原料与还原剂的摩尔比为4:3-2:1。
[0019]进一步，步骤3)中，所述研磨时间为12-48h，研磨粒度为0.1-0.3 μ m，研磨时的温度为-15°C至-18°C。
[0020]进一步，步骤4)中，所述保存条件为_4°C至_24°C，可以保存3年。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]本发明所述的制备和保存纳米银的方法是在低温下反应，直接用含银原料(硝酸银溶液)和还原剂在低温下反应，无需保护气氛，也不需要保护剂、分散剂，不需要后续的分离过程，待使用时直接同所需的复合料配合使用，制备方法简单。
[0023]由于反应是在低温状态下进行，反应的纳米晶核小，不需要保护剂，分散剂，直接制备得到无色纳米银溶胶冰晶，反应得到的产物采用低温技术保存，稳定性高、保存时间长。
【具体实施方式】
[0024]以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0025]一种利用低温技术制备和保存无色纳米银溶胶的方法，包括以下步骤:
[0026]I)将硝酸银加入水中，混合均匀，得到硝酸银水溶液(硝酸银水溶液中硝酸银的摩尔浓度为0.1-0.5mol/L)，_4°C至_24°C条件下冷冻8_24h，之后将其置于带有低温夹套的冰沙机中粉碎，粉碎粒度为1-3 μ m，粉碎时的温度为-15°C至-18°C，得到含银原料的冰沙；
[0027]2)将抗坏血酸、双氧水或水合肼的一种或几种加入水中，混合均匀，得到含有还原剂的水溶液(其中还原剂的摩尔浓度为0.1-0.5mol/L)，_4°C至_24°C条件下冷冻8_24h，之后将其置于带有低温夹套的冰沙机中_15°C至_18°C条件下粉碎，粉碎粒度为1-3 μ m，得到含有还原剂的冰沙；
[0028]3)步骤I)得到的含银原料的冰沙和步骤2)得到含有还原剂的冰沙同时置于冷冻搅拌球磨机中混合，混合时的温度为_15°C至-18°C，-15°C至_18°C条件下研磨12_48h，研磨后的粒度为0.1-0.3 μm，得到无色纳米银冰晶；
[0029]4)将步骤3)中的无色纳米银冰晶取出后置于_4°C至_24°C保存。
[0030]实施例1
[0031]I)将8.5g硝酸银银加入10mL水中，混合均匀，得到0.5mol/L的硝酸银水溶液，_4°C条件下冷冻时间8h后，将其置于带有低温夹套的冰沙机中-15°C至_18°C条件下粉碎，粉碎粒度为1-3 y m，得到含银原料的冰沙；
[0032]2)将4.5g抗坏血酸加入250mL水中，混合均匀，得到0.lmol/L抗坏血酸水溶液，_4°C冷冻8h，将其置于带有低温夹套的冰沙机中_15°C至-18°C条件下粉碎，粉碎粒度为1-3 μ m，得到含有抗坏血酸的冰沙；
[0033]3)步骤I)得到的含银原料的冰沙和步骤2)得到含有抗坏血酸的冰沙同时置于冷冻搅拌球磨机中混合，混合时的温度为_15°C至-18°C，_15°C至_18°C条件下研磨12h，研磨后的粒度为0.1-0.3 μm，得到无色纳米银冰晶359.3g ；
[0034]4)将步骤3)中的无色纳米银冰晶取出后置于_4°C保存。
[0035]实施例2
[0036]I)将8.5g硝酸银加入500mL水中，混合均匀，得到0.