專利名稱：一種負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體的制備方法。
背景技術(shù)：
石墨相氮化硼由于結(jié)構(gòu)上非常類似于石墨，因此又被稱作“白石墨”，是一種非常好的高溫固體潤滑劑，熱導(dǎo)材料、抗熱、抗氧化材料及催化劑載體等。由于是層狀結(jié)構(gòu)，剝離后的氮化硼類似石墨烯片具有很大的比表面積而且可以制成膠體，是一種負(fù)載金屬納米粒子非常好的材料。而且負(fù)載后的納米銀粒子具有非常高“裸露”表面，有利于催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。但是由于石墨相氮化硼難以剝離溶解在溶劑中，目前有關(guān)高分散多層石墨相氮化硼負(fù)載金屬納米粒子的報道非常少。因此，利用氮化硼片負(fù)載納米顆粒的具有很高的研究價值和應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體的制備方法。擬解決目前納米銀粒子配制過程中引入的保護劑分子包裹或大面積覆蓋在銀粒子上，從而影響其某些表面特性(如催化性能)。本發(fā)明制備的負(fù)載無表面保護劑分子納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體具有產(chǎn)量高、穩(wěn)定性好、易保存及所需溶劑便宜。本發(fā)明的制備方法簡單實用、原料廉價易得、低環(huán)境污染、有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體的制備方法是多層石墨相氮化硼介導(dǎo)的直接還原法。此方法通過簡單超聲分散高溫?zé)频氖嗟鸱垠w于乙二醇中形成膠體，再通過銀鏡反應(yīng)負(fù)載銀納米粒子于氮化硼片上。將摩爾比為1:(6- 24)的H3BO3和CO(NH2)2放入燒杯中，向燒杯中加入40-50mL蒸餾水，在65°C下常壓蒸干所有的水分，然后將混合物研磨成粉末；取混合樣品于剛玉磁舟里，再將其置于橫放式高溫管式爐里，反應(yīng)是在氮氣氣氛的保護下，以5-10°C /min速度升溫到900-1000°C再保持4 - 8h ;取出樣品分別用去離子水、無水乙醇、lmol/L的稀鹽酸清洗，離心和烘干后得到白色氮化硼粉體(其晶型結(jié)構(gòu)、拉曼光譜及紅外光譜分別如圖1、2、3所示)；將粉體加到乙二醇溶劑中，并輔以常規(guī)超聲半小時，即得到無色透明膠體；
0.55M氨水溶液逐滴加到0.55M硝酸銀溶液直到丁達(dá)爾現(xiàn)象開始減弱，取100 μ L銀氨溶液在劇烈攪拌下加到9.9 mL步驟(4)的石墨相氮化硼膠體中，隨后加入到10 mL 0.03Μ葡萄糖溶液中，靜置4小時，即得到蒼白色透明膠體(納米銀粒子均勻地負(fù)載在氮化硼上如圖4)。本發(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明首次用乙二醇分散的多層石墨相氮化硼作為載體來負(fù)載銀納米粒子，只需要簡單的銀鏡反應(yīng)。該方法具有很好的可控性和重復(fù)性、制備過程簡單、低環(huán)境污染，有利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。(2)本方法制備的納米銀粒子表面不需要常規(guī)保護劑分子穩(wěn)定，因此具有比較大的裸露面積。


圖1為本發(fā)明的石墨相氮化硼粉體的晶型圖(XRD)。圖2為本發(fā)明的石墨相氮化硼粉體的拉曼譜圖(Raman)。圖3為本發(fā)明的石墨相氮化硼粉體的紅外譜圖(FTIR)。圖4為本發(fā)明的負(fù)載納米銀粒子的石墨相氮化硼透射電鏡圖(TEM)。圖5為本發(fā)明的負(fù)載納米銀粒子的石墨相氮化硼降解對硝基苯酚實驗圖。圖中400 nm處為對硝基苯酚的吸收峰，該處峰值的變化代表其濃度的變化。
具體實施例方式本發(fā)明的制備步驟如下:
將摩爾比為1:24的駛03和0)(順2)2放入燒杯中，向燒杯中加入40 - 50 ml蒸餾水，在65°C下常壓蒸干所有的水分，然后將混合物研磨成粉末。取混合樣品于剛玉磁舟里，再將其置于橫放式高溫管式爐里。反應(yīng)是在流速為20-50 mL/min氮氣氣氛的保護下，以3 - TC/min速度升溫到900-950°C再保持4 - 7個小時。取出樣品用去離子水洗、無水醇洗、Imol/L的稀鹽酸洗，離心和烘干后可得到白色氮化硼粉體(其晶型結(jié)構(gòu)、拉曼光譜及紅外光譜分別如圖1、2、3所示)。把該粉體加到乙二醇溶劑中，并輔以常規(guī)超聲半小時，即可得到無色透明膠體。0.55M氨水溶液逐滴加到0.55M硝酸銀溶液直到丁達(dá)爾現(xiàn)象開始減弱。取100UL銀氨溶液在劇烈攪拌下加到9.9 mL石墨相氮化硼膠體中，隨后加入10 mL 0.03M葡萄糖溶液。靜置4-8小時，即可得到蒼白色透明膠體(納米銀粒子比較均勻地負(fù)載在氮化硼上如圖4)。實施例1
取摩爾量比為1:24的H3BO3和CO(NH2)2約30克放于燒杯里，向燒杯中加入40ml的去離子水，在在65°C下常壓烘干，研磨混合樣品。準(zhǔn)確稱取15克混合樣品放于的剛玉磁舟里，再將磁舟放于橫放式管式爐里，反應(yīng)是在流速為20 mL/min氮氣保護下，以5°C /min速度升溫到900°C再保持7個小時。。待冷卻到室溫以后取出樣品，用去離子水洗滌，無水乙醇洗滌，lmol/L的鹽酸洗滌樣品，離心和烘干后可得到白色氮化硼粉體(其晶型結(jié)構(gòu)、拉曼光譜及紅外光譜分別如圖1、2、3所示)。把該粉體加到乙二醇溶劑中，并輔以常規(guī)超聲半小時，即可得到無色透明膠體。0.55M氨水溶液逐滴加到0.55M硝酸銀溶液直到丁達(dá)爾現(xiàn)象開始減弱。取100 UL銀氨溶液在劇烈攪拌下加到9.9 mL石墨相氮化硼膠體中，隨后加入10 mL 0.03M葡萄糖溶液。靜置4小時，即可得到蒼白色透明膠體(納米銀粒子比較均勻地負(fù)載在氮化硼上如圖4)。實施例2
取摩爾量比為1:24的H3BO3和CO(NH2)2約30克放于燒杯里，向燒杯中加入40 ml的去離子水，在在65°C下常壓烘干，研磨混合樣品。準(zhǔn)確稱取15克混合樣品放于剛玉磁舟里，再將磁舟放于橫放式管式爐里，反應(yīng)是在流速為40 mL/min氮氣保護下，以6°C /min速度升溫到920°C再保持5個小時。。待冷卻到室溫以后取出樣品，用去離子水洗滌，無水乙醇洗滌，lmol/L的鹽酸洗滌樣品，離心和烘干后可得到白色氮化硼粉體(其晶型結(jié)構(gòu)、拉曼光譜及紅外光譜分別如圖1、2、3所示)。把該粉體加到乙二醇溶劑中，并輔以常規(guī)超聲半小時，即可得到無色透明膠體。0.55M氨水溶液逐滴加到0.55M硝酸銀溶液直到丁達(dá)爾現(xiàn)象開始減弱。取100 UL銀氨溶液在劇烈攪拌下加到9.9 mL石墨相氮化硼膠體中，隨后加入10 mL 0.03M葡萄糖溶液。靜置6小時，即可得到蒼白色透明膠體(納米銀粒子比較均勻地負(fù)載在氮化硼上如圖4)。實施例3
取摩爾量比為1:24的H3BO3和CO(NH2)2約30克放于燒杯里，向燒杯中加入40ml的去離子水，在在65°C下常壓烘干，研磨混合樣品。準(zhǔn)確稱取15克混合樣品放于的剛玉磁舟里，再將磁舟放于橫放式管式爐里，反應(yīng)是在流速為50 mL/min氮氣保護下，以7V /min速度升溫到950°C再保持4個小時。待冷卻到室溫以后取出樣品，用去離子水洗滌，無水乙醇洗滌，lmol/L的鹽酸洗滌樣品，離心和烘干后可得到白色氮化硼粉體(其晶型結(jié)構(gòu)、拉曼光譜及紅外光譜分別如圖1、2、3所示)。把該粉體加到乙二醇溶劑中，并輔以常規(guī)超聲半小時，即可得到無色透明膠體。0.55M氨水溶液逐滴加到0.55M硝酸銀溶液直到丁達(dá)爾現(xiàn)象開始減弱。取100 UL銀氨溶液在劇烈攪拌下加到9.9 mL石墨相氮化硼膠體中，隨后加入10 mL 0.03M葡萄糖溶液。靜置8小時，即可得到蒼白色透明膠體(納米銀粒子比較均勻地負(fù)載在氮化硼上如圖4)。實施例4
負(fù)載納米銀粒子的石墨相氮化硼降解對硝基苯酚實驗
取0.3 mL IOOppm的對硝基苯酚溶液和0.2 mL 0.1M的NaBH4溶液依次加入到裝有2.35 mL去離子水的比色皿中，隨后加入0.15 mL剛配制的負(fù)載納米銀粒子的石墨相氮化硼膠體。對硝基苯酚的降解利用Cary 50型分光光度計每隔30秒檢測一次。從圖5中可以看出負(fù)載納米銀粒子的石墨相氮化硼對降解對硝基苯酚具有很高的催化活性。本發(fā)明制備得到的石墨相氮化硼粉末經(jīng)X射線晶體衍射表征(圖1)得到峰值26.27°為其特征且對應(yīng)于其(002)面；經(jīng)拉曼譜圖(圖2)分析，峰值為1372 cnT1為其特征峰且對應(yīng)于高頻E2g振動模式；經(jīng)紅外譜圖(圖3)分析，780 cnT1和1380 cnT1峰分別對應(yīng)于其A2u和Elu振動模式。負(fù)載納米銀粒子的石墨相氮化硼經(jīng)透射電鏡(圖4)分析，納米銀粒子比較小，比較密集地、均勻地負(fù)載在氮化硼上。圖5為負(fù)載納米銀粒子的石墨相氮化硼降解對硝基苯酹的催化實驗，圖中400 nm處為對硝基苯酹的吸收峰,根據(jù)Lambert-Beer定律該處峰值的變化代表其濃度的變化，因此從圖5中可以看出在9分鐘內(nèi)對硝基苯酚基本降解完。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體的制備方法，其特征在于:采用多層氮化硼介導(dǎo)的直接還原法將納米銀粒子高密度且穩(wěn)定地負(fù)載在合成的多層石墨相氮化硼片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將摩爾比為1:(6 - 24)的H3BOdP CO(NH2)2放入燒杯中，向燒杯中加入40-50 mL蒸餾水，在65°C下常壓蒸干所有的水分，然后將混合物研磨成粉末； (2)取混合樣品于剛玉磁舟里，再將其置于橫放式高溫管式爐里，反應(yīng)是在氮氣氣氛的保護下，以5-10°C /min速度升溫到900-1000°C再保持4 - 8h ; (3)取出樣品分別用去離子水、無水乙醇、lmol/L的稀鹽酸清洗，離心和烘干后得到白色氮化硼粉體； (4)將步驟(3)的粉體加到乙二醇溶劑中，并輔以常規(guī)超聲半小時，即得到無色透明膠體； (5)0.55M氨水溶液逐滴加到0.55M硝酸銀溶液直到丁達(dá)爾現(xiàn)象開始減弱，取100 μ L銀氨溶液在劇烈攪拌下加到9.9 mL步驟(4)的石墨相氮化硼膠體中，隨后加入到10 mL0.03Μ葡萄糖溶液中，靜置4小時，即得到蒼白色透明膠體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼膠體的制備方法，屬于材料制備的技術(shù)領(lǐng)域。所述的負(fù)載納米銀粒子的多層石墨相氮化硼體系是一種穩(wěn)定膠體，擬解決目前納米銀粒子配制過程中引入的保護劑分子包裹或大面積覆蓋在銀粒子上，從而影響其某些表面特性(如催化性能)。作為載體的石墨相氮化硼，具有無色、化學(xué)性能惰性、耐高溫、熱導(dǎo)好等特征，可便于其進(jìn)一步的應(yīng)用。本發(fā)明制備方法簡單、原料廉價易得、低環(huán)境污染、有利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，具備顯著的經(jīng)濟和社會效益。
文檔編號B01J13/00GK103111245SQ20131008879
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者黃彩進(jìn), 林森, 徐超, 陳成 申請人:福州大學(xué)