一種以硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成銀納米顆粒的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種以硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成銀納米顆粒的方法，屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)采用市售硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板，與硝酸銀混合后，添加還原劑還原，建立了一種簡便的銀納米顆粒的固相合成方法，制得了分散性較好的銀納米顆粒。本發(fā)明專利技術(shù)利用直接混合研磨的方法，工藝簡單，易操作，所用原料種類少而制備效率高。該銀納米顆粒分散性較好，且表面具有大量的可供修飾的活性基團(tuán)（胺基），具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于納米材料
，涉及一種銀納米顆粒，特別涉及一種以硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成的銀納米顆粒的制備方法。
技術(shù)介紹
銀納米顆粒具有表面效應(yīng)以及量子尺寸效應(yīng)，因此被廣泛的應(yīng)用在表面等離子體共振，生物標(biāo)記，生化傳感，化學(xué)檢測以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。因此，銀納米顆粒的制備及其性質(zhì)的相關(guān)研究成為近年來納米材料
的前沿?zé)狳c(diǎn)。目前為止，制備銀納米顆粒的方法，主要是在水相或者有機(jī)相中通過硼氫化鈉或者檸檬酸鈉等還原劑將硝酸銀溶液還原合成出銀納米顆粒。然而，這些方法存在不足之處，在水相中合成的銀納米顆粒穩(wěn)定性差，在強(qiáng)酸堿和高鹽溶液中易聚集，影響進(jìn)一步應(yīng)用；另外，在有機(jī)相中合成的銀納米顆粒毒性較大，而且反映體系復(fù)雜，需要輔料較多。因此，需要一種簡單，易操作的制備銀納米顆粒的固相合成方法，制備出穩(wěn)定，無毒且不含水的銀納米顆粒。現(xiàn)有技術(shù)中，合成的銀納米顆粒的尺寸較大，因此在合成的過程中常常加入模板來控制銀納米顆粒的生長。因此，研發(fā)一種簡單高效，分散性好，綠色環(huán)保，尺寸小且可控的銀納米顆粒的合成方法成為了亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中制備的銀納米顆粒粒徑大，合成步驟復(fù)雜，制備產(chǎn)量低且分散性差等問題，本專利技術(shù)提供了一種以硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成銀納米顆粒的方法，該方法采用固相合成，簡單，成本低廉，分散性好，制備效率高，并且，反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，不需要穩(wěn)定劑以及攪拌設(shè)施。本專利技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：本專利技術(shù)提供了一種以硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成銀納米顆粒的方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）稱取硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺,加入硝酸銀，混合均勻后，置于研缽中研磨10min，得到混合物；（2）將上述混合物中加入還原劑，混合均勻后至于研缽中研磨10min，即得銀納米顆粒固體粉末；所述還原劑為硼氫化鈉或多聚甲醛。進(jìn)一步的，所述硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺的網(wǎng)孔為20~60，40~200目。進(jìn)一步的，步驟（1）中，所述硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺與硝酸銀的質(zhì)量比為1~30:1。進(jìn)一步的，步驟（2）中，所述還原劑與硝酸銀的摩爾數(shù)比為1~9:1。上述硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺與硝酸銀的質(zhì)量比最優(yōu)化的為5:1。上述還原劑與硝酸銀的摩爾數(shù)比最優(yōu)化的為2:1。本專利技術(shù)的制備過程均是在室溫下操作完成的。本專利技術(shù)提供的制備方法制備的銀納米顆粒為類球形，平均粒徑為4.14 nm。本專利技術(shù)所使用的聚乙烯亞胺的分子結(jié)構(gòu)如下：采取以上技術(shù)方案后，本專利技術(shù)制得的產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.本專利技術(shù)采用固相直接混合研磨的方法，該制備過程在常溫常壓下即可進(jìn)行，不需要保護(hù)劑、穩(wěn)定劑等及攪拌設(shè)施，綠色環(huán)保，操作過程簡單并且制備效率高。2.本專利技術(shù)制得的銀納米顆粒粒徑小于5 nm，呈類球形，且分散性好，穩(wěn)定性好。3.本專利技術(shù)制得的銀納米顆粒表面具有大量可供修飾的活性基團(tuán)（胺基），在化學(xué)檢測，顯微成像，生物探針等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。附圖說明圖1 以網(wǎng)孔為20~60目的硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成的銀納米顆粒的紫外可見吸收光譜圖；圖2 各因素對制備以網(wǎng)孔為20~60目的硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板的銀納米顆粒的影響：(a) 硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺與硝酸銀的質(zhì)量比對銀納米顆粒合成的影響；(b) 硼氫化鈉與硝酸銀的摩爾數(shù)比對銀納米顆粒合成的影響；(c) 不同還原劑對合成銀納米顆粒的影響；圖3 以網(wǎng)孔為20~60目的硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成的銀納米顆粒以及硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺的紅外光譜；圖4 以網(wǎng)孔為20~60目的硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺合成銀納米顆粒的透射電子顯微鏡的照片以及粒徑分布圖；圖5 以網(wǎng)孔為20~60目的硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成的銀納米顆粒粉末的X-射線粉末衍射圖譜；圖6 以網(wǎng)孔為20~60目的硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成的銀納米顆粒粉末的X-射線光電子能譜；圖7為實(shí)施例2制備的銀納米顆粒的穩(wěn)定性時間圖。具體實(shí)施方式為了使本
的人員更好地理解本專利技術(shù)的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步闡述，但本專利技術(shù)并不限于這些實(shí)施例。所屬原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑獲得。實(shí)施例1硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺和硝酸銀的質(zhì)量比為1:1，硼氫化鈉和硝酸銀的摩爾數(shù)比為1:1。具體實(shí)施步驟如下：室溫下1）用分析天平稱取0.0089 g硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺于1 mL塑料離心管中，記為固體A。2）用分析天平稱取0.0089 g硝酸銀于1 mL塑料離心管中，記為固體B。3）將固體A與固體B置于研缽中混合均勻，研磨10 min，得到混合物C。4）用分析天平稱取0.0020 g硼氫化鈉于1 mL塑料離心管中，然后置于研缽中，將其與混合物C混合均勻，研磨10 min, 即可獲得銀納米顆粒固體粉末。實(shí)施例2本實(shí)施例中，合成銀納米顆粒各成分的比例:硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺和硝酸銀的質(zhì)量比為5:1，硼氫化鈉和硝酸銀的摩爾數(shù)比為2:1。具體實(shí)施步驟如下：室溫下1）用分析天平稱取0.0445 g硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺于1 mL塑料離心管中，記為固體A。2）用分析天平稱取0.0089 g硝酸銀于1 mL塑料離心管中，記為固體B。3）將固體A與固體B置于研缽中混合均勻，研磨10 min，得到混合物C。4）用分析天平稱取0.0040 g硼氫化鈉于1 mL塑料離心管中，然后置于研缽中，將其與混合物C混合均勻，研磨10 min, 即可獲得銀納米顆粒固體粉末。實(shí)施例3本實(shí)施例中，合成銀納米顆粒各成分的比例:硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺和硝酸銀的質(zhì)量比為10:1，硼氫化鈉和硝酸銀的摩爾數(shù)比為3:1。具體實(shí)施步驟如下：室溫下1）用分析天平稱取0.0890 g硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺于1 mL塑料離心管中，記為固體A。2）用分析天平稱取0.0089 g硝酸銀于1 mL塑料離心管中，記為固體B。3）將固體A與固體B置于研缽中混合均勻，研磨10 min，得到混合物C。4）用分析天平稱取0.0059 g硼氫化鈉于1 mL塑料離心管中，然后置于研缽中，將其與混合物C混合均勻，研磨10 min, 即可獲得銀納米顆粒固體粉末。實(shí)施例4本實(shí)施例中，合成銀納米顆粒各成分的比例:硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺和硝酸銀的質(zhì)量比為15:1，硼氫化鈉和硝酸銀的摩爾數(shù)比為4:1。具體實(shí)施步驟如下：室溫下1）用分析天平稱取0.1335 g硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺于1 mL塑料離心管中，記為固體A。2）用分析天平稱取0.0089 g硝酸銀于1 mL塑料離心管中，記為固體B。3）將固體A與固體B置于研缽中混合均勻，研磨10 min，得到混合物C。4）用分析天平稱取0.0079 g硼氫化鈉于1 mL塑料離心管中，然后置于研缽中，將其與混合物C混合均勻，研磨10 min, 即可獲得銀納米顆粒固體粉末。實(shí)施例5本實(shí)施例中，合成銀納米顆粒各成分的比例:硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺和硝酸銀的質(zhì)量比為20:1，硼氫化鈉和硝酸銀的摩爾數(shù)比為5:1。具體實(shí)施步驟如下：室溫下1）用分析天平稱取0.1780 g硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺于1 mL塑料離心管中，記為固體A。2）用分析天平稱取0.0089 g硝酸銀于1 mL塑料離心管中，記為固體B。3）將固體A與固體B置于研缽中混合均勻，研磨10 min，得到混合物C。4）用分析天平稱取0.0099 g硼氫化鈉于1 mL塑料離心管中，然后本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種以硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成銀納米顆粒的方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）稱取硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺,加入硝酸銀，混合均勻后，置于研缽中研磨10min，得到混合物；（2）將上述混合物中加入還原劑，混合均勻后至于研缽中研磨10min，即得銀納米顆粒固體粉末；所述還原劑為硼氫化鈉或多聚甲醛。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種以硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺為模板合成銀納米顆粒的方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）稱取硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺,加入硝酸銀，混合均勻后，置于研缽中研磨10min，得到混合物；（2）將上述混合物中加入還原劑，混合均勻后至于研缽中研磨10min，即得銀納米顆粒固體粉末；所述還原劑為硼氫化鈉或多聚甲醛。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺的網(wǎng)孔為20~60，40~200目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述硅膠負(fù)載的聚乙烯亞胺與硝...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曲斐，孫哲，尤進(jìn)茂，
申請(專利權(quán))人：曲阜師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37