三角片狀納米銀顆粒的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其包括以下步驟：S1：將三氟乙酸銀、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和苯甲醇置于一反應(yīng)釜內(nèi)混合，攪拌均勻后的得到一混合物；S2：向所述混合物中加入金屬鹽，在室溫下攪拌得到澄清溶液；S3：將所述澄清溶液在反應(yīng)釜內(nèi)加熱至120～150攝氏度，反應(yīng)一段時間得到一反應(yīng)產(chǎn)物；以及S4：將所述反應(yīng)產(chǎn)物離心分離以及洗滌后得到三角片狀納米銀顆粒。本發(fā)明的制備方法工藝簡便、成本低且適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】三角片狀納米銀顆粒的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三角片狀納米銀顆粒的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三角片狀納米銀顆粒為一種三角形的片狀納米結(jié)構(gòu)，其作為一種特殊的各向異性結(jié)構(gòu)，具有獨特的光學(xué)性能，其表面等離子體共振(surface Plasmon resonance, SPR)吸收光譜有弱的面外四極、面內(nèi)四極和強的面內(nèi)雙極SPR峰，被廣泛運用在表面增強拉曼光譜(SERS )檢測、近場光學(xué)探針、生物傳感器等方面。目前為止，文獻報導(dǎo)的合成方法有模板法、電化學(xué)合成法、光誘導(dǎo)法和化學(xué)還原法，其中，以化學(xué)直接還原法最為常用。在已報導(dǎo)的制備方法中，以雙還原法較為簡便，該法在水浴條件下進行、以雙氧水作為氧化劑，使用硼氫化鈉、檸檬酸三鈉對硝酸銀進行還原。但該方法存在產(chǎn)量較低且不能大批量生產(chǎn)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，提供一種工藝簡便、成本低且適合大規(guī)模生產(chǎn)的三角片狀納米銀顆粒的制備方法實為必要。
[0004]一種三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其包括:S1:將三氟乙酸銀、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和苯甲醇置于一反應(yīng)釜內(nèi)混合，攪拌均勻后的得到一混合物；S2:向所述混合物中加入金屬鹽，在室溫下攪拌得到澄清溶液；S3:將所述澄清溶液在反應(yīng)釜內(nèi)加熱至120?150攝氏度，反應(yīng)一段時間得到一反應(yīng)產(chǎn)物；以及S4:將所述反應(yīng)產(chǎn)物離心分離以及洗滌后得到三角片狀納米銀顆粒。
[0005]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的三角片狀納米銀顆粒的制備方法采用金屬鹽對三角片狀納米銀顆粒的產(chǎn)量進行調(diào)控，可以得到較高產(chǎn)量。且反應(yīng)中使用苯甲醇同時作為溶劑和還原劑，操作簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明第一實施例中得到的三角片狀納米銀顆粒的透射電鏡圖。
[0007]圖2為圖1中的三角片狀三角片狀納米銀顆粒的正面透射電鏡圖。
[0008]圖3為圖2中的三角片狀三角片狀納米銀顆粒的側(cè)面透射電鏡圖。
[0009]圖4為圖2中的三角片狀三角片狀納米銀顆粒的電子衍射圖。
【具體實施方式】
[0010]以下將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明實施例三角片狀納米銀顆粒的制備方法。
[0011]請參閱圖1，本發(fā)明提供一種三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其包括以下步驟:
51:將三氟乙酸銀、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和苯甲醇置于一反應(yīng)釜內(nèi)混合，攪拌均勻后的得到一混合物；
52:向所述混合物中加入金屬鹽，在室溫下攪拌得到澄清溶液；53:將所述澄清溶液在反應(yīng)釜內(nèi)加熱至120~150攝氏度，反應(yīng)一段時間得到一反應(yīng)產(chǎn)物；以及
54:將所述反應(yīng)產(chǎn)物離心分離以及洗滌后得到三角片狀納米銀顆粒。
[0012]在步驟SI中，所述三氟乙酸銀的質(zhì)量為19~20毫克。所述PVP分子量為10000左右，其質(zhì)量為0.04~0.06克。所述苯甲醇為4~6毫升。本實施例中，優(yōu)選地，所述三氟乙酸銀的質(zhì)量為20毫克，即0.09毫摩爾；所述PVP的質(zhì)量為50毫克；所述苯甲醇為5毫升。對所述混合物攪拌的時間為10~20分鐘，優(yōu)選為15分鐘。對所述混合物的攪拌方式不限，可選為磁子攪拌，即將攪拌磁子放入反應(yīng)釜內(nèi)之后，至于磁力攪拌器上攪拌。所述反應(yīng)釜的規(guī)格與混合物的量有關(guān)，本實施例中，反應(yīng)釜的規(guī)格為12毫升。
[0013]在步驟S2中，所述金屬鹽為鐵鹽和鋁鹽中的至少一種。即，步驟S2中，可以只加入一種金屬鹽，也可以同時加入兩種金屬鹽。如，可以只加入鐵鹽或者鋁鹽，也可以同時加入鐵鹽和鋁鹽。當同時加入鐵鹽和鋁鹽時，鐵鹽和鋁鹽的摩爾比為1:2~2:1。所述鐵鹽為鐵的可溶性鹽，可以為硝酸鐵或者硫酸鐵。所述鋁鹽為鋁的可溶性鹽，可以為硝酸鋁或者硫酸鋁。所加入的鐵鹽或者鋁鹽的量為0.002~0.01毫摩爾，優(yōu)選為0.0025~0.005毫摩爾。本實施例中，優(yōu)選地，同時加入硝酸鐵和硝酸鋁。加入鐵鹽或/和鋁鹽后繼續(xù)攪拌，直到得到澄清的溶液。
[0014]在步驟S3中， 將反應(yīng)釜蓋上之后放入加熱爐中加熱，當溫度達到120~150攝氏度后，保溫4~6小時，使反應(yīng)釜內(nèi)的物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)得到反應(yīng)產(chǎn)物。
[0015]在步驟S4中，將反應(yīng)產(chǎn)物置于離心管中，放入離心機進行離心分離。離心機的轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分。離心分離之后，倒出離心管中上層的清液，得到沉淀物。使用乙醇和去離子水對沉淀物依次洗滌，洗滌時采用離心機分離洗滌后的乙醇或去離子水與沉淀物，離心速度為10000轉(zhuǎn)/分。經(jīng)過多次洗滌，離心分離之后得到三角片狀納米銀顆粒。
[0016]反應(yīng)條件的改變對產(chǎn)物形貌以及三角片狀納米銀顆粒的產(chǎn)率等有較大影響。下面以具體實施例對本發(fā)明予以進一步說明:
實施例1:
本實施例的三角片狀納米銀顆粒的制備方法具有如下步驟:
步驟一、將0.09mmol的三氟乙酸銀和0.05g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP，分子量Mw ^ 10，000)溶解在5毫升的苯甲醇中，在室溫下攪拌10分鐘，此時溶液為無色；
步驟二、將0.0025mmol的硝酸鋁和0.0025mmol的硝酸鐵加入到上述步驟一的混合體系中，繼續(xù)攬祥至硝Ife招完全溶解；
步驟三:將步驟二得到的反應(yīng)液置于反應(yīng)釜中，在恒溫箱中120攝氏度反應(yīng)6小時后得到產(chǎn)物。
[0017]步驟四:經(jīng)過離心分離加洗滌之后，得到最終產(chǎn)物。
[0018]請參見圖1，本實施例制備到的產(chǎn)物大部分為100納米~200納米的三角片狀納米銀顆粒，同時含有部分球形粒子。產(chǎn)物中三角片狀納米銀顆粒的含量較高。請參見圖2和圖3，三角片狀納米銀顆?？梢詾橐?guī)則的三角形片狀結(jié)構(gòu)，其邊長大約為150納米，厚度為80納米左右。圖4為三角片狀納米銀顆粒的電子衍射圖。
[0019]實施例2:
本實施例三角納米銀顆粒的制備方法的其余部分與實施例1相同，不同之處在于:步驟二中加入的金屬鹽為硝酸鋁，其摩爾量為0.0025mmol。產(chǎn)物為100納米?200納米的三角片狀三角片狀納米銀顆粒，同時含有部分球形粒子，產(chǎn)物中三角片狀納米銀顆粒的產(chǎn)率低于實施例1。
[0020]實施例3:
本實施例的三角片狀納米銀顆粒的制備方法的其余部分與實施例1相同，不同之處在于:步驟二中加入的金屬鹽為硝酸鋁，其摩爾量為0.005mmolo最終得到的產(chǎn)物為100納米"200納米的三角片狀納米銀顆粒，產(chǎn)物中三角片狀納米銀顆粒的產(chǎn)率為70%左右。
[0021]實施例4:
本實施例的三角片狀納米銀顆粒的制備方法的其余部分與實施例1相同，不同之處在于:步驟二中加入的金屬鹽為硫酸鋁，摩爾量為0.0025mmol。最終得到的產(chǎn)物為100納米"200納米的三角三角片狀納米銀顆粒，片狀產(chǎn)率較低，僅為10%左右，產(chǎn)物中含有大量球形顆粒。
[0022]實施例5:
本實施例的三角片狀納米銀顆粒的制備方法的其余部分與實施例1相同，不同之處在于:步驟2中加入的金屬鹽為硝酸鐵，其摩爾量為0.0025mmolo最終得到的產(chǎn)物為100納米?300納米的三角片狀納米銀顆粒，一些三角片狀納米銀顆粒的鈍角較大。產(chǎn)物中三角片狀納米銀顆粒的產(chǎn)率為40%左右。
[0023]實施例6:
本實施例的三角片狀納米銀顆粒的制備方法的其余部分與實施例1相同，不同之處在于:步驟2中加入的金屬鹽為硫酸鐵，其摩爾量為0.0025mmol。最終得到的產(chǎn)物為100納米?300納米的三角片狀納米銀顆粒，其片狀結(jié)構(gòu)鈍角較大。產(chǎn)物中片狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)率為10%左右。
[0024]由上述實施例可以看出，本發(fā)明所提供的三角片狀納米銀顆粒的制備方法中，金屬鹽的加入對該方法有明顯的影響。金屬鹽的種類和加入量，影響三角片狀納米銀顆粒的產(chǎn)量以及具體形貌。
[0025]本發(fā)明所提供的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，采用化學(xué)直接還原法，以苯甲醇作為溶劑和一種較弱的還原劑，以聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑和保護劑，還原三氟乙酸銀，整個反應(yīng)在反應(yīng)釜中進行，加入金屬鋁鹽或/和金屬鐵鹽進行三角片狀納米銀顆粒形貌的調(diào)控。這種制備方法操作簡單，可一次性大批量生產(chǎn)，重復(fù)性好，并且實現(xiàn)了使用金屬陽離子進行三角片狀納米銀顆粒調(diào)控。
[0026]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當然這些依據(jù)本發(fā)明精神所作的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三角片狀納米銀顆粒的制備方法，包括以下步驟: S1:將三氟乙酸銀、聚乙烯吡咯烷酮和苯甲醇置于一反應(yīng)釜內(nèi)混合，攪拌均勻后的得到一混合物； 52:向所述混合物中加入金屬鹽，在室溫下攪拌得到澄清溶液； 53:將所述澄清溶液在反應(yīng)釜內(nèi)加熱至120?150攝氏度，反應(yīng)一段時間得到一反應(yīng)產(chǎn)物；以及 54:將所述反應(yīng)產(chǎn)物離心分離以及洗滌后得到三角片狀納米銀顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，步驟SI中，所述三氟乙酸銀的質(zhì)量為19?20暈克；所述聚乙烯卩比咯燒酮分子量為10000左右,其質(zhì)量為0.04?0.06克；所述苯甲醇為4?6毫升。
3.如權(quán)利要求1所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，金屬鹽為鐵鹽和鋁鹽中的至少一種。
4.如權(quán)利要求3所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，所述向所述混合物中加入金屬鹽的步驟為:向所述混合物中加入鐵鹽和鋁鹽。
5.如權(quán)利要求4所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，所述鐵鹽和鋁鹽的摩爾比為1:2?2:1。
6.如權(quán)利要求3所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，所述鐵鹽為鐵的可溶性鹽，包括硝酸鐵和硫酸鐵。
7.如權(quán)利要求3所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，所述鋁鹽為鋁的可溶性鹽，包括硝酸鋁和硫酸鋁。
8.如權(quán)利要求1所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，當溫度達到120?150攝氏度后，保溫4?6小時。
9.如權(quán)利要求1所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，在步驟S4中，將反應(yīng)產(chǎn)物置于離心管中，放入離心機進行離心分離，離心機的轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分，離心分離之后，倒出離心管中上層的清液，得到沉淀物。
10.如權(quán)利要求9所述的三角片狀納米銀顆粒的制備方法，其特征在于，在步驟S4中，使用乙醇和去離子水對沉淀物依次洗滌，洗滌時采用離心機分離洗滌后的乙醇或去離子水與沉淀物。
【文檔編號】B82Y40/00GK103769601SQ201410029136
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】高明, 馬麗然, 高原, 郭丹, 雒建斌 申請人:清華大學(xué)