專(zhuān)利名稱(chēng)：Ctab為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油溶性納米銀的制備領(lǐng)域，特別涉及一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法。
背景技術(shù)：
最近，研究人員不僅對(duì)制備單分散、均勻性良好、大小可控的納米銀顆粒的研究有濃厚的興趣，而且他們也把納米銀的應(yīng)用領(lǐng)域提升了一個(gè)檔次。油溶性的納米銀顆粒用途十分廣泛，例如，可以用油溶性的納米銀顆粒作為各大高校和研究所的實(shí)驗(yàn)室原料；用于在非極性和較弱極性溶液中反應(yīng)催化劑；用于弱極性塑料母粒螺擠出抗菌添加劑；用于納米銀導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電膠、鍍膜、隱身材料等。與此同時(shí)，水溶性納米銀顆粒的應(yīng)用范圍也是很廣泛。未來(lái)的研究方向?qū)⑹呛铣梢恍?fù)合型的納米顆粒，例如Ag-Ti02、Ag-Fe3O4^ Ag-ZnS>Ag-NaYF4等。把銀納米顆粒獨(dú)有的性質(zhì)與其他納米顆粒的性質(zhì)相結(jié)合，旨于發(fā)揮兩者的共同優(yōu)勢(shì)，例如Ag-TiO2既有雙重殺菌的效果，又能做催化劑和降解高分子污染物；Ag-Fe304既具有磁性定位作用，可以應(yīng)用到藥物運(yùn)輸方面，同時(shí)又可以在藥物作用部位進(jìn)行殺菌等。目前常用的制備納米銀材料的方法主要有水熱法和微乳液法。水熱法操作不方便、制備的顆粒純度較低且易團(tuán)聚，粒度不易控制，顆粒粒徑較大，產(chǎn)物損失多，產(chǎn)量較低。微乳液法合成的納米材料具有很多優(yōu)異的性質(zhì)，但是合成的產(chǎn)量相對(duì)較低，結(jié)晶性較差。油水界面法是指反應(yīng)物的原料分別處于油相和水相中，較低溫度下在油-水界面形成粒徑較小均勻性極好的親油性納米粒子；納米粒子被表面活性劑包覆后在三種表面張力(Y油固、Y油水和Y水固)和濃度擴(kuò)散作用下(由于顆粒的重力作用影響很小，可以忽略)，拖入上層油相中，且在油相中分散性好并能長(zhǎng)期穩(wěn)定保存。油水界面法具有反應(yīng)條件溫和,操作簡(jiǎn)單,粒徑可 控,產(chǎn)物純度高,產(chǎn)率高,結(jié)晶性好,分散性好,粒徑小,成本低，效率高的優(yōu)點(diǎn)。2008年，周興平等采用油水界面法周興平等，東華大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2008, 35(4) : 441-444，成功的合成出CdS量子點(diǎn)，制備出的CdS量子點(diǎn)量子效率高，粒徑分布窄，單分散性好，合成方法簡(jiǎn)單，溫度要求低，可大量生產(chǎn)，成本較小。2010周興平等又采用油水界面法周興平等，納米科技；2010，12 Vol7,No. 6，成功的合成出ZnS量子點(diǎn)，并摻雜一些稀有金屬，熒光性能良好，是一種很好的半導(dǎo)體材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，該方法操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，得到的立方晶型納米銀顆粒分散均勻、穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，包括(I)將銀源在80°C下溶解在環(huán)己烷中，攪拌至溶液澄清透明得銀前驅(qū)體；將硼氫化鈉在常溫下溶解在去離子水中，加入表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨CTAB，攪拌均勻得硼氫根前驅(qū)體；(2)將上述硼氫化鈉前驅(qū)體加入到上述銀前驅(qū)體中，在80°C下上層油相電動(dòng)攪拌、下層水相磁力攪拌2 3h，將得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離洗滌，干燥，即得立方晶型納米銀材料，其中含油酸銀和油酸的油相與硼氫化鈉的水相體積比為1:1。所述步驟(I)中銀源為硬脂酸銀、油酸銀或月桂酸銀。所述步驟(I)中銀源的環(huán)己烷溶液的濃度為O. 316M。所述步驟(I)中CTAB 用量為 O. 082g (2. 25X 10_4mol)。所述步驟(2)中硼氫化鈉水溶液濃度為O. 075-0. 1M。所述步驟(2)中硼氫化鈉前驅(qū)體加入銀前驅(qū)體的速率為160min/h。所述步驟(2)中的分離洗滌具體為依次用無(wú)水乙醇后和去離子水沖洗后，分離出上層油相溶液，在IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min。所述步驟(2)中干燥溫度為65 70°C，干燥時(shí)間為2 4h。所述步驟(2)中所得的立方晶型納米銀粒徑的平均直徑為4. 5-11. 5nm。十六烷基三甲基溴化銨CTAB是一種水溶性的陽(yáng)離子型表面活性劑，有良好的表面活性、化學(xué)穩(wěn)定性、殺菌性及生物降解性，耐熱、耐光、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿。以CTAB為表面活性劑的油水界面法合成的納米銀與銀源有關(guān)，表現(xiàn)為在不同銀源下生成的顆粒尺寸不同。油水界面法中采用CTAB做表面活性劑，能夠與油酸銀、硬脂酸銀以及月桂酸銀等銀源有良好的配伍性，有效降低油水界面表面張力，穩(wěn)定油水體系，形成顆粒大小均勻、分散較好的納米銀粒子。有益.效果(I)本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，實(shí)驗(yàn)原料價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)性好；(2)本發(fā)明將CTAB作表面活性劑在不同銀源條件下均可得到理想效果納米銀材料；(3)本發(fā)明得到的立方晶型納米銀顆粒大小為4. 5-11. 5nm，分散均勻、穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2是實(shí)施例1所得產(chǎn)物的XRD圖，證明所得產(chǎn)物為立方晶型；圖3是實(shí)施例1所得產(chǎn)物的透射電鏡圖及其粒徑分布圖；圖4是實(shí)施例2所得產(chǎn)物的投射電鏡圖及其粒徑分布圖；圖5是實(shí)施例3所得產(chǎn)物的投射電鏡圖及其粒徑分布圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
實(shí)施例11、稱(chēng)取1. 5653g (O. 00253mol)硬脂酸銀，在80°C下完全溶解在85ml環(huán)己烷中，磁力攪拌至溶液透明，保存?zhèn)溆茫?、稱(chēng)取 O. 3g (O. 00792mol)硼氫化鈉，加入 O. 082g (2· 25X l(T4mol)CTAB，在常溫下溶解在80ml去離子水中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉30min內(nèi)加入到步驟I制備的硬脂酸銀和環(huán)己烷溶液中，在80°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌2h (油相與水相的體積比為1:1 )，加入IOOml無(wú)水乙醇，使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml環(huán)己烷稀釋?zhuān)暎鯰EM測(cè)試。剩余油相在IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min，最后真將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，65°C下干燥2h，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明，產(chǎn)物平均粒徑為8. 93nm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖](méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。實(shí)施例21、稱(chēng)取O. 99g (O. 00253mol)油酸銀，在80°C下完全溶解在85ml環(huán)己烷中，磁力攪拌至溶液透明，保存?zhèn)溆茫?、稱(chēng)取 O. 3g (O. 00792mol)硼氫化鈉，加入 O. 082g (2· 25X l(T4mol)CTAB，在常溫下溶解在80ml去離子水中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉30min內(nèi)加入到步驟I制備的油酸銀環(huán)己烷溶液中，在80°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌3h (油相與水相的體積比為1:1)，加入IOOml無(wú)水乙醇，使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml環(huán)己烷稀釋?zhuān)暎鯰EM測(cè)試。剩余油相在IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min，最后真將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，70°C下干燥4h，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明，產(chǎn)物平均粒徑為11. 24nm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖](méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。實(shí)施例31、稱(chēng)取O. 99g (O. 00253mol)月桂酸銀，在80°C下完全溶解在85ml環(huán)己烷中，磁力攪拌至溶液透明，保存?zhèn)溆茫?、稱(chēng)取 O. 3g (O. 00792mol)硼氫化鈉，加入 O. 082g (2· 25X l(T4mol)CTAB，在常溫下溶解在80ml去離子水中，磁力攪拌均勻，保存?zhèn)溆茫?、將步驟2制備的硼氫化鈉30min內(nèi)加入到步驟I制備的月桂酸銀環(huán)己烷溶液中，在80°C下上層油相電動(dòng)攪拌，下層水相磁力攪拌3h (油相與水相的體積比為1:1 )，加入IOOml無(wú)水乙醇，使產(chǎn)生的納米銀均勻分散在上層油相中，然后去除下層水相，再用IOOml去離子水沖洗，分離出上層油相溶液。取出Iml油相，用25ml環(huán)己烷稀釋?zhuān)暎鯰EM測(cè)試。剩余油相在IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清理沉淀物質(zhì)兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min，最后真將沉淀物質(zhì)在真空干燥箱中，70°C下干燥4h，最終得到純度很高的納米銀材料。TEM圖表明，產(chǎn)物平均粒徑為4. 64nm左右，分散比較均勻，而且?guī)缀鯖](méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，包括 (O將銀源在80°C下溶解在環(huán)己烷中，攪拌至溶液澄清透明得銀前驅(qū)體；將硼氫化鈉在常溫下溶解在去離子水中，加入表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨CTAB，攪拌均勻得硼氫根前驅(qū)體； (2)將上述硼氫化鈉前驅(qū)體加入到上述銀前驅(qū)體中，在80°C下上層油相電動(dòng)攪拌、下層水相磁力攪拌2 3h，將得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離洗滌，干燥，即得納米銀材料，其中含油酸銀和油酸的油相與硼氫化鈉的水相體積比為1:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于所述步驟(I)中銀源為硬脂酸銀、油酸銀或月桂酸銀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于所述步驟(I)中銀源的環(huán)己烷溶液的濃度為O. 316M。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于:所述步驟(I)中CTAB用量為O. 082g (2. 25X 10_4mol)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于所述步驟(2)中硼氫化鈉水溶液濃度為O. 075-0. 1M。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于所述步驟(2)中硼氫化鈉前驅(qū)體加入銀前驅(qū)體的速率為160min/h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于所述步驟(2)中的分離洗滌具體為依次用無(wú)水乙醇后和去離子水沖洗后，分離出上層油相溶液，在IlOOOrmp下離心分離15min，用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物兩次，再在IlOOOrmp下離心分離15min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于所述步驟(2)中干燥溫度為65 70°C，干燥時(shí)間為2 4h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，其特征在于所述步驟(2)中所得的納米銀粒徑的平均直徑為4. 5-11. 5nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種CTAB為表面活性劑的油水界面法制備油溶性納米銀的方法，包括(1)將銀源在80℃下溶解在環(huán)己烷中，攪拌至溶液澄清透明得銀前驅(qū)體；將硼氫化鈉在常溫下溶解在去離子水中，加入表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌均勻得硼氫根前驅(qū)體；(2)將上述硼氫化鈉前驅(qū)體加入到上述銀前驅(qū)體中，在80℃下上層油相電動(dòng)攪拌、下層水相磁力攪拌2~3h，將得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離洗滌，干燥，即得納米銀材料。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，得到的立方晶型納米銀顆粒分散均勻，穩(wěn)定，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B22F9/24GK103056385SQ20131000789
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者周興平, 宮科學(xué), 朱傳增 申請(qǐng)人:東華大學(xué)