合成银纳米颗粒-文献报告

银纳米线的制备
将 0.1 mol/L 六次甲基四胺溶液 8 mL 缓慢加入到 32 mL 1.25×10-2mol/L 的硝酸银溶液中，边搅 拌边缓慢滴加40 mL 5×10-3 mol/L的Gemini表面 活性剂16-3-16溶液. 将得到的反应液转移至容量 为 100 mL 的自压反应釜中，于100℃下水热反应 一定时间后，常温下自然冷却. 将所得产物在 3000 r/min 的转速下离心分离 20 min，弃去上层 溶液，多次洗涤后得到目标产物. • 硝酸银(AgNO3)、 六次甲基四胺[(CH2)6N4]均为 分析纯试剂，使用前未作进一步纯化处理. Gemini表面活性剂 16-3-16 的合成详见文献[10]. 产物用乙醇-乙酸乙酯混合溶剂重结晶3～4 次后， 用Brucker-Avance 500 型核磁共振仪1H核磁共振 证实为目标产物. 实验用水为二次蒸馏水.
Documents Report
• There is no experiments this week.So I read some papers about hydrothermal and write this report.
• 1 银纳米颗粒的合成与表面增强拉曼光谱 • 2 新型纳米银及银纳米碳管复合导电胶的 制备及其性能研究 • 3 水热合成法制备高长径比的银纳米线 • 4 水热法制备银纳米线及其生长机制的研 究 • 5 利用聚乙烯吡咯烷酮制备银纳米粒子
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新型纳米银及银纳米碳管复合导 电胶的制备及其性能研究
• 球状纳米银的制备 • 配制0．1mol／L硝酸银溶液，并加入一定 量表面活性剂PVP到水热反应釜，再加入 50ml的l，2一丙二醇充当溶剂和还原剂，然 后在140度下水热反应40min。反应结束待 反应釜冷却至室温后，将反应液离心分离， 并用去离子水和乙醇洗涤至PH值中性，最 后放入真空干燥箱在35度下加热干燥至恒 重，得到固体纳米银粉末，粉末呈灰白色
反应时间对产物形貌的影响
• 图3为反应温度100℃时不同反应时间所得产物的 TEM 照片，从图可以看出，反应时间对产物的形 貌有很大的影响. 反应0.5 h后获得的产物多为粒 径在10 nm左右的非球形纳米颗粒[图3(a)]； 反应 1 h后得到长径比较小的银纳米短棒[图 3(b)]；反 应进行到 2 h 后，银纳米线的长度在 2 µm 左右 [图 3(c)]；当反应进行到 24 h后，银纳米线达到 50 µm 左右[图 3(d)]. 进一步延长反应时间，银 纳米线的长度随时间变化不大. 这可能是由于此 时反应已经进行完全， 从 XRD 图谱中未发现 AgBr的衍射峰也可以得到验证.
• 图2给出了在此条件下制备的Ag纳米线的SEM照片。从图 上可以看出，产物绝大部分为一维银纳米线，Ag纳米线的 直径大约为100 nm，长度达到几十μm。 • 图4为反应温度180℃时不同反应时间所得产物的SEM照 片，从图可以看出，反应时间对产物的形貌有很大的影响。 水热反应12 h后获得的产物多为粒径在100 nm左右的类 针状纳米颗粒，同时有大量的类球形颗粒，只有很少量纳 米短棒形成，如图4(a)所示；反应18 h后产物的形貌多为 纳米棒状，里面有少量球形颗粒，银纳米棒粒径为100 nm到200 nm，长度在5μm左右，如图4(b)所示；当反应 进行到24 h后，产物主要为银纳米线，银纳米线达到几十 μm，如图2所示。
反应原理
• 将反应原料加入水热釜后，3种相自发生成(从上 到下)：(1)液相(乙醇与亚油酸的混合溶液)；(2)固 相(亚油酸钠)；(3)溶液相(银离子的水和乙醇混合 溶液)．在固相与溶液相的界面处，银离子与钠离 子发生离子交换从而生成亚油酸银，而钠离子则 进人溶液相．处在固相中的亚油酸银接着又被处 在液相中的乙醇和处在溶液相中的水在高温下还 原成银纳米颗粒．而同时生成的亚油酸吸附在银 纳米颗粒的表面，烷基链向外，使新制备的纳米 颗粒具有厌水性．由于银纳米颗粒的重力以及所 处的亲水环境，使之自发相分离，从而沉淀在水 热釜底．
银纳米线的制备
• 将0．02 moL／L硝酸银溶液5 mL缓慢加人到装 有30 mL去离子水的烧杯中，与此同时边搅拌边 缓慢向烧杯中滴加0．02 moL／L氯化钠溶液5 mL，立即有白色AgCl沉淀生成，然后在上述混合 液中加入0．2 mmol葡萄糖。将得到的反应液转 移至聚四氟乙烯衬里的水热反应釜(容积为50 mL)， 在180℃下水热反应24 h，自然冷却至室温。将所 得产物用去离子水、乙醇充分洗涤，离心，在 60℃下真空干燥2 h，即得到目标产物。
反应温度对产物形貌的影响
• 在不同温度下分别反应 24 h 后产物的 TEM 如图4所示. 可以看出，反应温度对产物形 貌也有较大的影响. 在100和 120℃时，都 生成了较高长径比的银纳米线，而在 150℃ 时所得产物则以不规则的颗粒为主.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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水热法制备银纳米线及其生长机 制的研究
• 摘要：采用水热方法，以AgCl为银引入源， 葡萄糖作为还原剂，合成了一维银纳米棒 以及银的纳米线结构，用XRD、SEM对产 物进行了表征，发现所制备的银纳米线具 有面心立方结构、直径约100nm、长约数 十微米。文章探讨了水热法制备银纳米线 的生长机制。 • 关键词：水热合成；一维；银纳米线
反应原理
• Gemini 表面活性剂16−3−16在银纳米线的合成反应中起结 构诱导作用和稳定剂的作用，银纳米线可能的合成机理为： 当Gemini表面活性剂 16−3−16 溶液缓慢滴入硝酸银和六次 甲基四胺的混合溶液中后，AgNO3 中的 Ag+与 Gemini 表面 活性剂16−3−16 中的 Br−反应生成AgBr， 并与溶液中存在的 Ag+和 Br−达到平衡. 反应液移入自压釜并加热到100 或 120℃后， 六次甲基四胺受热分解生成甲醛和氨，溶液中的 Ag+被甲醛还原得到 Ag 纳米颗粒，这些 Ag纳米颗粒起到晶 核的作用： • C6H12N4 + 6H2O → 6HCHO + 4NH3, (1) • HCHO + 2Ag+ + H2O →HCOOH + 2Ag↓ + 2H+ (2) • 同时表面活性剂16−3−16分子包覆在新生成的Ag纳米颗粒的 表面，起到稳定剂的作用. 随着反应的进行，AgBr 逐步释放 出 Ag+，并被甲醛还原成单质 Ag.
结论
• 银纳米线的生长机制包含三个步骤：(1)在 体系中AgCl沉淀最先形成；(2)AgCl在溶液 中解离出的较低浓度的银离子逐步被葡萄 糖还原形成银核；(3)在水热条件下，银核 慢慢长大：经历类针状颗粒、棒状、最后 生长为银纳米线。
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利用聚乙烯吡咯烷酮制备银纳米 粒子
• 摘要：利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的还原性，通 过水热法还原Ag2O制备了Ag纳米粒子，并初步 探讨了PVP作为还厚剂的还愿机理．利用X-ray粉 末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和选区电子 衍射(SAED)对Ag纳米粒子进行了表征分析．实验 结果发现，PVP在制备Ag纳米粒子的过程中可同 时起到还原剂和表面活性剂的双重作用． • 关键词：银；纳米粒子；聚乙烯吡咯烷酮；聚乙 二醇；水热法；PVP
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银纳米颗粒的合成与表面增强 拉曼光谱
• 摘要：采用传统水热法制各出尺寸单一的银纳米 颗粒．其反应机理基于相转移和相分离机制．银 纳米颗粒的乙醇溶液通过甩胶处理涂抹在清洗后 的硅片表面．Rhodamine 6G分子被用为检测分 子。发现该材料为具有表面增强拉曼散射活性的 衬底材料，其较大的增强因子可归结为金属颗粒 耦合增强机制． • 关键词；银纳米颗粒；水热法；表面增强拉曼光 谱
• 从图1可以看出银纳米颗粒相对均匀地分布在铜网 支撑的碳膜上，这证明在样品干燥过程中，颗粒 的扩散速度远大于聚集速度．颗粒尺寸相对单一， 接近于5 nm．在一些区域，颗粒分布非常均匀， 形成纳米颗粒的超晶格结构． • 其放大透射电镜图片以及相应的选区衍射照片如 图2所示．由图2所示，颗粒间距接近3 nm，颗粒 基本呈球形，表面光滑．从相应的选区小角度衍 射照片所观察到的衍射环来判断，银纳米颗粒为 面心立方结构．
• 实验中，由于银纳米线生长所需的Ag 来自AgBr 解离出的 Ag+， 而AgBr 的 Ksp 很小，因此反应 液中 Ag+的浓度比较低，使生成 Ag 的速度也较 慢，溶液的过饱和度比较小，这有助于银纳米线 的各向异性生长. 随着反应温度的升高，如 150℃时，六次甲基四胺受热分解生成甲醛和氨 以及甲醛还原Ag+的速度加快，溶液的过饱和度 较大，生成的晶核较多，易于形成Ag 纳米颗粒； 同时，温度的升高也使Gemini表面活性剂与 Ag 的作用力及其在溶液中的运动速度等发生变化， 导致生成的Ag 不利于形成线状结构.
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水热合成法制备高长径比的银纳 米线
• 摘 要：以季铵盐型阳离子 Gemini 表面活性剂 [C16H33(CH3)2N+(CH2)3N+(CH3)2C16H33]2Br−(16 −3−16)为结构导向剂和稳定剂，以六次甲基四胺为还原 剂，用水热合成法由硝酸银制备了直径约 30 nm、长约 50 µm的银纳米线. 用X 射线衍射(XRD)、紫外−可见吸 收光谱和透射电子显微镜(TEM)等手段对制备产物的表 征结果表明，所得银纳米线具有面心立方结构，并且是 沿着{111}晶面生长的. 银纳米线的长度与反应时间有关， 而直径则变化不大. 反应温度对产物的形貌有较大影响， 在100和120℃下得到的是纳米线，而在150℃下得到的 多为不规则的纳米颗粒. • 关键词：银纳米线；Gemini 表面活性剂；水热合成； 纳米结构
实验步骤
• 银纳米颗粒采用传统的水热法制备。10mL 1．5×10—3mol／L AgNO3水溶液，0．8 g亚油酸钠和1mL亚油酸与5mL乙醇混合溶 液被按顺序分别加人到20mL水热釜中．水 热釜密闭后放入烘箱中在150°C下加热 10h．反应完毕冷却后，产品在水热釜底收 集到，并将之储存在乙醇中．在Philips公司 的CM20(200kV)透射电镜中观察样品的微 结构特征．透射电镜样品是将银纳米颗粒 的乙醇溶液滴一滴到铜网上获得．
• 1实验试剂 • 氧化银(Ag2O)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP，Mw≈38 000)，聚 乙二酵(PEG一6000)。无水乙醇，去离子水． • 2实验步骤 • 样品1：将0．023 g Ag2O和0．38 g PVP加人到22．5 mL 去离子水中，在室温下搅拌形成均匀的悬浮液．将悬浮液 转移到30 mL的反应釜中，放入180°C的烘箱中静置20h后 取出自然冷却至室温．将沉淀离心分离，用去离子水和无 水乙醇分别洗涤3次，放入真空烘箱中室温干燥12h，得到 了Ag纳米粒子． • 样品2：将0．023 g Ag2O和0．38 g PEG加入到22．5 mL 去离子水中，在室温下搅拌形成均匀的悬浮液．将悬浮液 溶解转移到30 mL的反应釜中，放人180℃的烘箱中，静置 20h后取出自然冷却至室温．将沉淀离心分离，用去离子水 和无水乙醇分别洗涤3次，放人真空烘箱中室温干燥12h， 得到了Ag纳米粒子．
反应原理
• 银纳米线的生长机理如下：首先在体系中银离子与氯离子 反应生成的AgCl沉淀；然后AgCl在溶液中解离出的较低 浓度的银离子，解离出的银离子被葡萄糖还原，形成银核； 在水热条件下，银核慢慢长大，经历类针状颗粒、棒状、 最后生长为银纳米线。AgCl在水中的溶解度很小，所以在 溶液中游离的银离子浓度很低，这样AgCl被葡萄糖还原的 速度和银核生长的速度都很慢，银核可能在此条件下较容 易异相生长为银纳米线。整个过程的化学反应方程式如下： • AgCl→Ag+ + Cl• CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2Ag+ + H2O → CH2OH-(CHOH)4-COOH + 2 Ag↓ + 2 H+
• 图2-9是PVP做表面活性剂， 1，2-丙二醇充当溶剂和还 原剂，在140°C下水热法 制备的纳米银TEM照片。 用该水热法制备的纳米银 呈球型，粒径在50-80nm 之间。采用水热法，PVP 做表面活性剂，1，2-丙二 醇做还原剂和溶剂制备纳 米银，经TEM观察：纳米 银颗粒呈球形，粒径均匀， 尺度在100nm以内。