合成银纳米颗粒-文献报告.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,实验步骤,银纳米颗粒采用传统的水热法制备。,10mL 1,5103mol,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,150C,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,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,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,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,140C,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。,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 1.2510-2mol/L,的硝酸银溶液中，边搅拌边缓慢滴加,40 mL 510-3 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,.,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,.,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 m,左右,图,3(c),；当反应进行到,24 h,后，银纳米线达到,50 m,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,.,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,.,4,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,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：,AgClAg+Cl-,CH2OH-(CHOH)4-CHO +2Ag+H2O CH2OH-(CHOH)4-COOH +2 Ag +2 H+,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,m,。,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,5m,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,m,，如图,2,所示。,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。,5,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,反应原理,Ag2O,不能溶解在水溶液中，在实验中，通过搅拌使其形成均匀的悬浮液；而,PVP,和,PEG-6000,都能够溶于水中还原反应在周相的,Ag2O,和液相的,PVP(,或,PEG,一,6000),水溶液之间发生，遵循固,-,液,(s-L),机理,PVP,是线型聚合物，整个分子有很大的柔顺性，每个大分子含有许多与外相,(,特别是固体,),粘接的位置，所以,PVP,能够吸附在固相,Ag2O,的表面随着水热处理，,PVP,中五元杂环中的氮原子能够还原,Ag2O,制备了单质,Ag,纳米粒子在反应过程中，,PVP,既作为还原剂，防止新生的,Ag,纳米粒子被氧化，又作为表面活性剂，由于,PVP,链的网状分布，阻碍了,Ag,纳米粒子的进一步增长乙二醇,(EG),具有还原性，是纳米粒子制备过程中常用的还原剂，如通过控制,EG,和水的比例可以用来制备,Ag,、,Cu,和,Cu2O,、,Co,纳米材料,PEG-6000,具有与,EG,类似的官能团，同样具有还原性，可以将,Ag2O,还原制备,Ag,纳米粒子,图,2,是两个样品的,TEM,和,SAED,照片用,PVP,作为还原剂，样品,1,主要是不规则的,Ag,多边形，边长为,30nm,100nm,图,2(a),对应的,SAED,衍射花样如图,2(a),的插图所示，明亮清晰的衍射环说明产物具有良好的结晶度经过计算和标定，这些衍射环能很好地与面心立方结构的,Ag,相对应，从内至外的衍射环依次对应,(111),、,(200)和(220),晶面，与文献报道的面心立方相,Ag,的值相近同时观察到样品,1,中存在少量的,Ag,纳米棒,图,2(b),是一个直径约为,50nm,，长度约为,400 nm,的,Ag,纳米棒和对应的,SAED,衍射花样周期性排列的点子说明,Ag,纳米棒是单晶结构，并且沿,220,方向生长，与其它方法制备的,Ag,纳米棒的生长方向相同以,PEG-6000,为还原剂时，样品,2,得到的主要是不规则的球形,Ag,纳米粒子，直径约为,20nm,50 nm,对应的,SAED,衍射图谱呈现出明显的衍射环，说明样品,2,是结晶的，从内至外的衍射环依次对应,(111),、,(200),和,(220),晶面在,TEM,观察中没有发现样品,2,中存在着,Ag,纳米棒,