[发明专利]一种银纳米球及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种银纳米球及其制备方法与应用。本发明使用多元醇法制备直径为400‑550nm的银纳米球，其步骤为：将聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇加入反应器中，于140℃加热并搅拌至其完全溶解；向反应器中滴加NaBr乙二醇溶液；搅拌条件下向反应器中滴加AgNO₃乙二醇溶液；然后在140℃及搅拌条件下继续反应90min，完成反应后离心分离产物，制得银纳米球。本发明能够在较短时间内制备出形貌均匀的银纳米球，成本低廉，工艺简单，可作为光电材料用于高灵敏度检测传感器件与太阳能电池中。

技术领域

本发明属于纳米材料合成技术领域，具体涉及一种银纳米球及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，纳米材料由于其独特的量子尺寸效应，小尺寸效应，宏观量子隧道效应等，吸引了众多研究者的关注。金属纳米材料，尤其是银纳米材料，因其独特的光电效应与化学性质，被应用于众多领域中。

银纳米球的应用领域目前有：与生物大分子结合，通过离子共振效应实现对生物大分子微弱的光谱特性的增强，以更好研究生物大分子的性质；利用光作用于金属微纳米离子产生的消逝场对环境的敏感性，通过使用光纤与银纳米球的相互作用，实现对温度、湿度与折射率的细微改变的监测；将二氧化硅包覆银纳米球掺杂在有机太阳能电池活性层，能够提高有机太阳能的吸收率；另外银纳米球在化学催化领域也具有较广阔的应用前景。

如何产出高纯度制备所需的纳米材料，一直是纳米材料合成的一个重大课题。银纳米球的合成方法可分为物理法与化学法。物理法常用的机械球磨法与蒸发冷凝法都有着设备复杂，产物形貌不均的问题。化学法中的模板法有着难以分离模板的问题，而传统的化学法还有着排放污染环境废液，产物形貌难以控制的问题。寻找一种能够简单高产率制备形貌均一银纳米球的方法将极大推动银纳米球研究的发展。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种银纳米球的制备方法，合成出直径在400-550nm的银纳米球。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的银纳米球。

本发明的再一目的在于提供上述银纳米球的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种银纳米球的制备方法，使用多元醇法制备，其步骤为：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙二醇加入反应器中，于140℃加热并搅拌至其完全溶解；向反应器中滴加NaBr乙二醇溶液；在搅拌条件下以100μL/20s的速率向反应器中滴加AgNO₃乙二醇溶液；然后在140℃及搅拌条件下继续反应90min，完成反应后离心分离产物，制得银纳米球。

所述聚乙烯吡咯烷酮分子量优选为1300000。

所述聚乙烯吡咯烷酮在总反应体系中浓度优选为40.5mmol/L。

所述NaBr在总反应体系中浓度优选为0.45mmol/L。

所述AgNO₃在总反应体系中浓度优选为27mmol/L。

所述滴加AgNO₃乙二醇溶液时搅拌转速为60～150rpm，优选100rpm。

所述溶解聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时搅拌速度为100～500rpm，优选300rpm。

所述离心分离产物的步骤为：将反应液转移至离心管，加入去离子水稀释至反应液原体积的4倍，震荡均匀，8000rpm离心10min；去除清液，保留底部沉淀，继续加入乙醇至反应液原体积的4倍，震荡均匀，4000rpm离心10min，去除清液，保留沉淀，依次重复加入乙醇至反应液原体积的4倍-4000rpm离心10min-去除清液-保留沉淀的步骤3次。