專利名稱：一步濕熱法制備納米銀粒子包覆氧化鋅復合材料的方法
技術領域：
本發明涉及材料制備技術，特別是涉及一種濕熱法制備納米銀粒子包覆氧 化鋅復合材料的方法。
背景技術：
光催化降解是20世紀80年代興起的一種新型環境污染處理的方法，具有 節能、高效、污染物徹底降解的優點。ZnO因兼有半導體光催化劑的光電效應 和納米材料的量子效應且制備成本較低而倍受關注，目前在污水處理、廢氣檢 測等方面報道相當活躍。但由于光照激發產生的空穴一電子對的分離效率低， 難以取得滿意的光催化效果。研究表明，在ZnO表面沉積貴金屬Ag可以有效 解決此問題，金屬Ag可作為光生電子的有效陷阱，使ZnO導帶上的光生電子 向金屬Ag上轉移，因而Ag的引入可有效地減少光生電子和光生空穴的復合， 從而增大ZnO的光催化效率。
目前報道的制備ZnO / Ag復合材料的主要方法有高分子凝膠法、浸漬光分 解法、光還原沉積法、激光復合加熱蒸發技術等。這些方法大多步驟繁多，制 備出來的粒子粒徑不可控，容易發生團聚現象，從而難以實現規?；a。
許多文獻報道了多種制備銀納米粒子與納米ZnO的方法。目前，納米ZnO 主要采用化學法制備。化學法是在一定條件下，從原子或分子的成核，生成或 凝聚為具有一定尺寸和形狀的粒子，可以分為氣相法、液相法和固相法。而銀 納米粒子的制備則可利用AgN03為銀源，高溫還原出各種形態的Ag納米結構。 在這些研究的基礎上，通過調整醋酸鋅和硝酸銀加入反應釜的順序和比例，即 先生成一定量的氧化鋅粒子，在同一體系中再還原出銀納米粒子并包覆在氧化 鋅上，由此生成銀納米粒子包覆氧化鋅的ZnO / Ag復合材料。此方法制得的ZnO / Ag復合材料由于貴金屬Ag粒子的存在使其具有更好的光催化效果，在廢水 處理等環保項目中有潛在的應用前景。

發明內容
本發明的目的在于提供簡便、低成本的一種制備ZnO / Ag復合材料的方法。
本發明采用的技術方案的步驟如下
一、材料配比
濃度為99.0%的分析純醋酸鋅Zn(Ac)2-2H20;濃度為99.0%的分析純硝酸銀AgN03 ; 分析純聚乙烯吡咯烷酮PVP;
上述材料摩爾配比Zn(Ac)2'2H20: AgN03 :PVP為10:2 5:50;
以上試劑均沒有經過純化處理， 二、制備過程
1) 常溫下分別配制O.lmol/L的Zn(Ac)2.2H20乙二醇溶液，0.02 0.05mol/L 的AgN03乙二醇溶液以及0.5mol/L的PVP乙二醇溶液；
2) 磁力攪拌下，將所配制的上述Zn(Ac)2'2H20和總量三分之二的PVP乙 二醇溶液同時以0.3ml/min的滴加速度注入已恒溫在160°C的乙二醇的反應釜 中，待上述溶液滴加完成后，混合液呈現乳白色；
3) 磁力攪拌下，將上述AgN03的乙二醇溶液和總量三分之一的PVP乙二 醇溶液以0.3ml/min的速度滴加到步驟2所得的溶液中，滴加完成后溶液呈深褐 色；將此溶液于16(TC回流60 卯min,回流結束后取出離心，去除上層液體。 將離心所得粉體用丙酮反復洗滌、離心三次，然后置于干燥箱中干燥成固體粉 末。
所述的乙二醇C2H602為分析純；丙酮C3H60為分析純。
本發明具有的有益效果是-
采用化學法一步合成了銀納米粒子包覆氧化鋅復合材料。通過先后添加醋 酸鋅和硝酸銀到乙二醇中，在16(TC左后回流60~90min即可得到ZnO / Ag復合 材料。這種新型的制備方法簡單，成本低，可控性好，該復合材料克服了 ZnO 在紫外光光照過程中容易發生光腐蝕現象的弊端，具有穩定性較高及光催化性 能好等特點，對于光催化降解材料的發展具有參考價值。


圖1顯示的是實施例1所制備的銀納米粒子包覆氧化鋅混合粉體的TEM照 片，圖中可以看到納米粒子均勻的附著在氧化鋅粒子表面。
圖2顯示的是實施例1 一個銀納米粒子TEM照片，納米級銀粒子呈球形， 直徑為18nm。
具體實施例方式
實施例l:
1) 常溫下分別配制10ml 0.1mol/L的Zn(Ac)2'2H20乙二醇溶液，5ml 0.02mol/L的AgN03乙二醇溶液以及15ml0.5mol/L的PVP乙二醇溶液；
2) 將30ml的乙二醇添加到100ml的帶有加熱裝置的三頸燒瓶中，加熱待溫度升到到16(TC后在磁力攪拌下，將步驟1的10mlZn(AcV2H2O和10mlPVP 的乙二醇溶液同時以0.3ml/min的速度滴加到燒瓶中，滴加完成后溶液呈現乳白 色，保持溶液在16(TC下回流10min。然后在磁力攪拌下以0.3ml/min的滴速繼 續向燒瓶中滴加步驟1中5ml的AgN03乙二醇溶液和5ml的PVP乙二醇溶液， 注入完畢后溶液呈現深褐色，保持溶液在16(TC下回流90min;
3)反應結束后向混合溶液中加入5 10倍體積丙酮然后于10000rpm的離 心機中離心30min,去掉上層溶液，下層固體用丙酮洗滌3次后真空干燥，所得 的白色粉末即Zn0/Ag復合材料粉體。將該白色粉末超聲處理分散在甲苯中， 然后將溶液滴于鍍有碳膜的銅網上，室溫干燥后用透射電子顯微鏡(TEM型號 為JEOL200CX)觀察。
實施例2:
1) 常溫下分別配制10ml 0.1mol/L的Zn(Ac)2'2H20乙二醇溶液，5ml 0.03mol/L的AgN03乙二醇溶液以及15ml 0.5mol/L的PVP乙二醇溶液；
2) 將30ml的乙二醇添加到100ml的帶有加熱裝置的三頸燒瓶中，加熱待 溫度升到到16(TC后在磁力攪拌下，將步驟1的10mlZn(Ac)2'2H2O和10ml PVP 的乙二醇溶液同時以0.3ml/min的速度滴加到燒瓶中，滴加完成后溶液呈現乳白 色，保持溶液在16(TC下回流10min。然后在磁力攪拌下以0.3ml/min的滴速繼 續向燒瓶中滴加步驟1中5ml的AgN03乙二醇溶液和5ml的PVP乙二醇溶液， 注入完畢后溶液呈現深褐色，保持溶液在16(TC下回流90min;
3) 反應結束后向混合溶液中加入5 10倍體積丙酮然后于lOOOOrpm的離 心機中離心30min，去掉上層溶液，下層固體用丙酮洗滌3次后真空干燥，所得 的白色粉末即ZnO / Ag復合材料粉體。將該白色粉末超聲處理分散在甲苯中， 然后將溶液滴于鍍有碳膜的銅網上，室溫干燥后用透射電子顯微鏡(TEM型號 為JEOL200CX)觀察。
實施例3:
1) 常溫下分別配制10ml O.lmol/L的Zn(Ac)2'2H20乙二醇溶液，5ml 0.05mol/L的AgN03乙二醇溶液以及15ml 0.5mol/L的PVP乙二醇溶液；
2) 將30ml的乙二醇添加到100ml的帶有加熱裝置的三頸燒瓶中，加熱待 溫度升到到16(TC后在磁力攪拌下，將步驟1的10mlZn(Ac)2'2H2O和10mlPVP 的乙二醇溶液同時以0.3ml/min的速度滴加到燒瓶中，滴加完成后溶液呈現乳白 色，保持溶液在16(TC下回流10min。然后在磁力攪拌下以0.3ml/min的滴速繼 續向燒瓶中滴加步驟1中5ml的AgNQ3乙二醇溶液和5ml的PVP乙二醇溶液，注入完畢后溶液呈現深褐色，保持溶液在160。C下回流90min;
3)反應結束后向混合溶液中加入5 10倍體積丙酮然后于10000rpm的離 心機中離心30min，去掉上層溶液，下層固體用丙酮洗滌3次后真空干燥，所得 的白色粉末即ZnO / Ag復合材料粉體。將該白色粉末超聲處理分散在甲苯中， 然后將溶液滴于鍍有碳膜的銅網上，室溫干燥后用透射電子顯微鏡(TEM型號 為JEOL200CX)觀察。
權利要求
1、一種一步濕熱法制備納米銀粒子包覆氧化鋅復合材料的方法，其特征在于該方法的步驟如下一、材料配比濃度為99.0％的分析純醋酸鋅Zn(Ac)2·2H2O；濃度為99.0％的分析純硝酸銀AgNO3；分析純聚乙烯吡咯烷酮PVP；上述材料摩爾配比Zn(Ac)2·2H2O∶AgNO3∶PVP為10∶2～5∶50；以上試劑均沒有經過純化處理；二、制備過程1)常溫下分別配制0.1mol/L的Zn(Ac)2·2H2O乙二醇溶液，0.02～0.05mol/L的AgNO3乙二醇溶液以及0.5mol/L的PVP乙二醇溶液；2)磁力攪拌下，將所配制的上述Zn(Ac)2·2H2O和總量三分之二的PVP乙二醇溶液同時以0.3ml/min的滴加速度注入已恒溫在160℃的乙二醇的反應釜中，待上述溶液滴加完成后，混合液呈現乳白色；3)磁力攪拌下，將上述AgNO3的乙二醇溶液和總量三分之一的PVP乙二醇溶液以0.3ml/min的速度滴加到步驟2所得的溶液中，滴加完成后溶液呈深褐色；將此溶液于160℃回流60～90min，回流結束后取出離心，去除上層液體。將離心所得粉體用丙酮反復洗滌、離心三次，然后置于干燥箱中干燥成固體粉末。
2、 根據權利要求l所述的一種一步濕熱法制備納米銀粒子包覆氧化鋅復合材料的方法，其特征在于所述的乙二醇C2Hfi02為分析純；丙酮C3H60為分析純。
全文摘要
本發明公開了一種一步濕熱法制備納米銀粒子包覆氧化鋅復合材料的方法。采用醋酸鋅為反應前驅體，聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑，在乙二醇溶劑中160℃回流合成得到微米級氧化鋅顆粒，隨即滴加硝酸銀的乙二醇溶液并繼續在160℃下回流，納米銀粒子即被還原并包覆在氧化鋅顆粒表面，本發明制備方法簡單，成本低，可控性好，該復合材料克服了ZnO在紫外光光照過程中容易發生光腐蝕現象的弊端，具有穩定性較高及光催化性能好等特點，對于光催化降解材料的發展具有參考價值。
文檔編號C22C29/00GK101550497SQ200910097879
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月20日 優先權日2009年4月20日
發明者張國慶, 汪麗娜 申請人:浙江理工大學