[发明专利]一种快速沉淀制备二维金属银单质纳米片的方法

说明书

本发明提供一种快速沉淀制备二维金属银单质纳米片的方法，在未来的工业化大量应用生产显得尤为重要。该方法在制备材料中具有高效、快速、简洁等多种优秀特征，克服了沉淀反应的快速析晶导致的调控二维纳米材料的巨大挑战性，制备出二维纳米材料Ag，在室温下，将AgNO₃·6H₂O和PVP溶解在2mL的水中，搅拌均匀后，加入4μL的水合肼，可见大量沉淀析出，即得目标产物二维单质Ag纳米片。本发明提供一种具有优异性能的Ag纳米片的形貌和物相调控方法。该方法具有成本低、反应速率快、反应温和易控、节能环保、产物纯度高且形貌新颖等优势。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种快速沉淀制备二维金属银单质纳米片的方法。

背景技术

Ag属于金属单质，现有制备二维Ag纳米材料的方法主要是利用水热法以及溶剂热法，在表面活性剂辅助下使得材料沿特定方向进行生长。该方法耗时长，成本高，需在高温高压下进行，难以大规模生产。因此，发明一种可以简单、快速制备二维Ag纳米材料的方法将在未来的工业化，以及大量应用生产尤为重要。沉淀法在制备材料中具有高效，快速，简洁等多种优秀特征。但是同时，沉淀反应的快速析晶使得制备、调控沿特定维度纳米材料具有很大的挑战性。为了克服现有技术存在的不足，制备出二维纳米材料Ag，本发明专利提供一种具有优异性能的Ag纳米片的形貌和物相调控方法，利用水合肼（N₂H₄·H₂O）为沉淀剂快速沉淀出目标材料。N₂H₄·H₂O具有低解离系数，在水解平衡中可以缓慢还原Ag⁺离子，平衡材料的生长速度和扩散速度。另外，在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮PVP的辅助下，使得材料在生长过程中可以定向的按照二维方向生长。

发明内容

针对现有技术不足或改进需求，本发明提供一种快速沉淀制备二维金属银单质纳米片的方法，在未来的工业化大量应用生产显得尤为重要，克服沉淀反应的快速析晶导致的调控二维纳米材料的巨大挑战性，制备出二维纳米材料Ag。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种快速沉淀制备二维金属银单质纳米片的方法。本方法以硝酸银AgNO₃·6H₂O和水合肼N₂H₄·H₂O为原料，聚乙烯吡咯烷酮PVP为表面活性剂，水为溶剂，利用液相沉淀法进行合成，制备二维金属银单质纳米片原料是由下述质量百分比的组分组成：

硝酸银（AgNO₃·6H₂O）4.7~9.2%

水合肼（N₂H₄·H₂O）0.9~1.5%

聚乙烯吡咯烷酮（PVP）89.5~94.3%

制备二维金属银单质纳米片的方法，具体操作步骤如下：

步骤一，在20~30℃下，将AgNO₃·6H₂O和 PVP溶解在水中，以1000~1200r/min搅拌10~20min后，得混合溶液；

步骤二，向上述混合溶液中加入水合肼，继续搅拌10~20分钟，可见大量沉淀析出，利用高速离心机以8000~10000r/min高速离心5~10 min，得固体沉淀物；

步骤三，将所得固体沉淀物清洗2~3次，将清洗后的固体沉淀物于-10~-15℃下冷冻20~24小时，将凝固的固体沉淀物用冷冻干燥机进行干燥，干燥的温度为-30~-35℃，干燥时间为48~72小时，即得二维金属银单质纳米片。

所述步骤二中水合肼浓度为10 mol/L。