[发明专利]一种不同形状纳米银颗粒及其制备方法

说明书

本发明提供一种不同形状纳米银颗粒及其制备方法。本发明将银盐、稳定剂、蚀刻剂混合后再加入还原剂进行反应即可获得纳米银颗粒，通过选用特定的刻蚀剂与稳定剂进行协同作用，并调控蚀刻剂与稳定剂的比例，可以制备出不同形状的纳米银颗粒。本发明的制备方法工艺简单，且在反应过程中无需加热，反应时间短，易于推广。

技术领域

本发明属于纳米材料制备的技术领域，具体涉及一种不同形状纳米银颗粒及其制备方法。

背景技术

金属纳米颗粒是一种至少在一个维度上小于100nm的金属颗粒。它不仅拥有纳米颗粒的共性，比如表面效应、量子效应、小尺寸效应等，而且还拥有金属材料在导电、催化、以及磁学方面的很多特性。纳米银材料在光学、电学、催化、杀菌等方面的特性尤为突出，这使其在许多领域都表现出巨大的应用价值。然而，纳米银颗粒的形状差异会导致这些性能的差异，例如相比于球形纳米银颗粒，三角片状纳米银颗粒具有特殊的表面等离子共振吸收光谱，并且杀菌性能也更强。根据纳米银颗粒的制备原理不同，制备方法主要有物理法、生物法和化学法。物理法主要是通过机械研磨和激光溅射等方法将金属银制备成纳米银颗粒，这些方法对仪器设备要求较高，生产费用昂贵；生物法主要通过酶的催化和非生物酶的还原作用，困难在于需要寻找特定菌种并且菌种的引入影响纳米银颗粒纯度的问题；化学法是目前制备纳米银颗粒最常用的方法，将银离子通过化学反应还原成纳米级银颗粒。其中具有代表性的方法有射线辐照法和普通化学还原法，相比于辐照还原法，普通化学还原法在合成速度、纯度、产率方面具有明显优势，是目前广泛使用的方法，其原理是在液相中用锌粉、水合肼、柠檬酸钠等还原剂将硝酸银等银盐还原成单质银，为防止聚集，一般需要加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺等分散剂。然而目前的普通化学还原法存在以下几个问题：(1)需要先合成银核，工序繁琐，时间较长；(2)制备不同形状的纳米银颗粒需要添加不同的蚀刻剂，工艺复杂；(3)无法在常温下进行，需要进行水浴加热。如中国专利CN103817346A通过加入含有双羧基的柠檬酸三钠，制备出形貌可控的三角形片状纳米银粉；中国专利CN101941075A使用硝酸盐、葡萄糖和淀粉，在40～70℃的温度下超声90～210min后制备得到圆球形纳米银颗粒。

因此，需要开发一种工艺简单、成本低、形状可控的状纳米银颗粒的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有纳米银颗粒制备工艺中，需要制备不同的银核以制备不同形状的纳米银颗粒，且反应时间长，需要加热等问题，提供一种不同形状纳米银颗粒的制备方法。本发明将银盐、稳定剂、蚀刻剂混合后加入还原剂进行反应后进行离心、洗涤即可得到纳米银颗粒，通过选用特定的刻蚀剂与稳定剂进行协同作用，并调控蚀刻剂与稳定剂的比例，可以制备出不同形状的纳米银颗粒。本发明的制备方法工艺简单，且在反应过程中无需加热，反应时间短，易于推广。

本发明的另一目的在于，提供由所述制备方法制备得到的纳米银颗粒。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种不同形状纳米银颗粒的制备方法，具体步骤如下：

S1.银盐、稳定剂、蚀刻剂在溶剂中混合，得到混合液A；

S2.向S1.得到的混合液A中加入还原剂进行反应；

S3.对S2.反应后的溶液进行离心、洗涤，得到纳米银颗粒；

其中，所述蚀刻剂为过硫酸盐；所述稳定剂为含有羧酸基团的有机盐；

所述蚀刻剂与稳定剂的摩尔比值0～70。

现有的制备方法中，需要添加不同的蚀刻剂来制备不同形状的纳米银颗粒，而本发明人发现一类特定的蚀刻剂配合特定的稳定剂就可以制备出不同形状的纳米银颗粒，其原理可能是利用蚀刻剂的氧化性和稳定剂的特异性晶面吸附之间的协同作用，通过改变蚀刻剂和稳定剂的比例，可以制备出不同形状的纳米银颗粒，具体如下：