一種利用低溫技術(shù)制備和保存無色納米銀溶膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及低溫技術(shù)固相制備納米材料，更具體為一種利用低溫技術(shù)制備和保存無色納米銀溶膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米銀就是將粒徑做到納米級的金屬銀單質(zhì)。據(jù)報(bào)道納米銀在抗菌材料、高效催化劑、潤滑劑、光吸收材料、涂料、傳感器、導(dǎo)電漿料、高性能電極材料等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，成為具有特殊性能的功能材料理論研宄和應(yīng)用開發(fā)的重要課題。如在化纖中加入少量的納米銀，可以改善化纖制品的某些性能，并使其具有很強(qiáng)的殺菌能力；在氧化硅薄膜中摻雜適量的納米銀，可使鍍這種薄膜的玻璃有一定的光致發(fā)光性；用納米銀敷料涂燒傷創(chuàng)面及久治不愈的痔瘡，可收到良好效果。
[0003]目前，納米銀的制備和保存方法，主要存在以下問題:
[0004]I)目前納米銀的制備方法以載體法/模板法、溶膠-凝膠法、固相法、輻照法等方法為主，步驟較多、制備工藝不易控制，制備條件苛刻；
[0005]2)目前納米銀制備方法見文獻(xiàn)報(bào)道的工藝繁多，制備得到的納米銀顏色各異，隨著粒徑的變化顏色呈現(xiàn)亮黃色、棕黃色、棕紅色、紫紅色、藍(lán)紫色以及褐色等。中國專利200410069105.9公開了一種納米銀膠體水溶液的制備方法，該方法是采用雙注控制技術(shù)，在攪拌器的攪拌下，將銀氨水溶液和還原劑水溶液同時雙注入含有保護(hù)劑水溶液的反應(yīng)體系內(nèi)，生成納米銀粒子，經(jīng)超濾脫鹽，得到納米的納米銀膠體水溶液。200810143657.8公開了一種納米銀的制備方法，其主要特征以高壓滅菌鍋為反應(yīng)環(huán)境，利用硝酸銀為銀源，可溶性淀粉等多糖物質(zhì)作為保護(hù)劑，制備得到納米銀溶膠。201010215387.4公開了一種納米銀溶膠的制備方法，其包括以下步驟，a)將硝酸銀溶解于超純水中，得到硝酸銀溶液；b)用攪拌器快速攪拌所述硝酸銀溶液；c)通過油浴加熱所述硝酸銀溶液，加熱到一定溫度后降低所述攪拌器的攪拌速度；d)持續(xù)通入氫氣還原所述硝酸銀溶液制得納米銀溶膠。201310574416.X公開了一種納米銀溶膠及其制備與純化方法，采用銀鹽、保護(hù)劑和助溶劑，以水為溶劑，將銀鹽溶液、保護(hù)劑水溶液混合，加入一定量的還原劑還原，得到初始納米銀溶膠，該溶膠經(jīng)調(diào)節(jié)pH值、沉淀、分離、洗滌、重溶后得到所需要濃度的納米銀溶膠。201410344102.5發(fā)明公開了一種納米銀溶膠的制備方法，將硝酸銀溶液或銀氨溶液與多聚賴氨酸水溶混合，在50-100°C的條件下攪拌反應(yīng)30-180min，獲得納米銀溶膠。
[0006]以上發(fā)明存在利用保護(hù)劑、保護(hù)氣、高溫加熱步驟，而且得到的納米銀粒度分布廣、不易控制，性能不穩(wěn)定，保存易變質(zhì)的問題。而且大量保護(hù)劑和分散劑等的使用不可避免的給納米銀膠體溶液的應(yīng)用安全性帶來問題。帶顏色納米銀溶膠的應(yīng)用在紡織載銀等對色彩要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，鑒于現(xiàn)有技術(shù)中納米銀在制備過程中必須添加保護(hù)劑，分散劑，而且有顏色的納米銀也使納米銀溶膠的使用領(lǐng)域受到限制。本發(fā)明提供一種利用低溫技術(shù)制備和保存無色納米銀溶膠的方法，所述制備方法不需要保護(hù)劑、分散劑，也不需要分離過程，并且制備的無色納米銀具有粒度小、純度高和易保存等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0009]一種利用低溫技術(shù)制備和保存無色納米銀溶膠的方法，包括以下步驟:
[0010]I)將含銀原料加入水中，混合均勻，得到含銀原料的水溶液，冷凍、粉碎，得到含銀原料的冰沙；
[0011 ] 2)將還原劑加入水中，混合均勻，得到含有還原劑的水溶液，冷凍，粉碎，得到含有還原劑的冰沙；
[0012]3)步驟I)得到的含銀原料的冰沙和步驟2)得到含有還原劑的冰沙混合，研磨，得到納米銀冰晶；
[0013]4)保存步驟3)得到的納米銀冰晶。
[0014]進(jìn)一步，步驟I)中，所述含銀原料為硝酸銀，所述硝酸銀水溶液中硝酸銀的摩爾濃度為 0.1-0.5mol/Lo
[0015]進(jìn)一步，步驟2)中，所述還原劑的摩爾濃度為0.1-0.5mol/L.
[0016]進(jìn)一步，步驟2)中，所述還原劑為抗壞血酸、水合肼、雙氧水中的一種或幾種。
[0017]進(jìn)一步，步驟I)和步驟2)中，所述冷凍溫度為_4°C至_24°C，冷凍時間8_24h ;所述粉碎粒度為1-3 μ m，粉碎時的溫度為-15°C至-18°C。
[0018]進(jìn)一步，步驟3)中，所述反應(yīng)中，銀原料與還原劑的摩爾比為4:3-2:1。
[0019]進(jìn)一步，步驟3)中，所述研磨時間為12-48h，研磨粒度為0.1-0.3 μ m，研磨時的溫度為-15°C至-18°C。
[0020]進(jìn)一步，步驟4)中，所述保存條件為_4°C至_24°C，可以保存3年。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明所述的制備和保存納米銀的方法是在低溫下反應(yīng)，直接用含銀原料(硝酸銀溶液)和還原劑在低溫下反應(yīng)，無需保護(hù)氣氛，也不需要保護(hù)劑、分散劑，不需要后續(xù)的分離過程，待使用時直接同所需的復(fù)合料配合使用，制備方法簡單。
[0023]由于反應(yīng)是在低溫狀態(tài)下進(jìn)行，反應(yīng)的納米晶核小，不需要保護(hù)劑，分散劑，直接制備得到無色納米銀溶膠冰晶，反應(yīng)得到的產(chǎn)物采用低溫技術(shù)保存，穩(wěn)定性高、保存時間長。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0025]一種利用低溫技術(shù)制備和保存無色納米銀溶膠的方法，包括以下步驟:
[0026]I)將硝酸銀加入水中，混合均勻，得到硝酸銀水溶液(硝酸銀水溶液中硝酸銀的摩爾濃度為0.1-0.5mol/L)，_4°C至_24°C條件下冷凍8_24h，之后將其置于帶有低溫夾套的冰沙機(jī)中粉碎，粉碎粒度為1-3 μ m，粉碎時的溫度為-15°C至-18°C，得到含銀原料的冰沙；
[0027]2)將抗壞血酸、雙氧水或水合肼的一種或幾種加入水中，混合均勻，得到含有還原劑的水溶液(其中還原劑的摩爾濃度為0.1-0.5mol/L)，_4°C至_24°C條件下冷凍8_24h，之后將其置于帶有低溫夾套的冰沙機(jī)中_15°C至_18°C條件下粉碎，粉碎粒度為1-3 μ m，得到含有還原劑的冰沙；
[0028]3)步驟I)得到的含銀原料的冰沙和步驟2)得到含有還原劑的冰沙同時置于冷凍攪拌球磨機(jī)中混合，混合時的溫度為_15°C至-18°C，-15°C至_18°C條件下研磨12_48h，研磨后的粒度為0.1-0.3 μm，得到無色納米銀冰晶；
[0029]4)將步驟3)中的無色納米銀冰晶取出后置于_4°C至_24°C保存。
[0030]實(shí)施例1
[0031]I)將8.5g硝酸銀銀加入10mL水中，混合均勻，得到0.5mol/L的硝酸銀水溶液，_4°C條件下冷凍時間8h后，將其置于帶有低溫夾套的冰沙機(jī)中-15°C至_18°C條件下粉碎，粉碎粒度為1-3 y m，得到含銀原料的冰沙；
[0032]2)將4.5g抗壞血酸加入250mL水中，混合均勻，得到0.lmol/L抗壞血酸水溶液，_4°C冷凍8h，將其置于帶有低溫夾套的冰沙機(jī)中_15°C至-18°C條件下粉碎，粉碎粒度為1-3 μ m，得到含有抗壞血酸的冰沙；
[0033]3)步驟I)得到的含銀原料的冰沙和步驟2)得到含有抗壞血酸的冰沙同時置于冷凍攪拌球磨機(jī)中混合，混合時的溫度為_15°C至-18°C，_15°C至_18°C條件下研磨12h，研磨后的粒度為0.1-0.3 μm，得到無色納米銀冰晶359.3g ；
[0034]4)將步驟3)中的無色納米銀冰晶取出后置于_4°C保存。
[0035]實(shí)施例2
[0036]I)將8.5g硝酸銀加入500mL水中，混合均勻，得到0.