次亚磷酸钠还原制备纳米银粉及其催化性能研究
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化学还原法制备纳米银粒子及表征发表时间:2009-01-14T13:57:47.750Z 来源:《中小企业管理与科技》供稿作者:孙冲[导读] 结果表明:纳米粒子稳定,且二次还原粒径明显长大。
摘要:本文采用液相还原法以硼氢化钠作为还原剂,在十二烷基硫酸钠保护下合成了采用一次还原、二次还原制备不同粒径的纳米银,用傅立叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)、荧光分光度计等对纳米银的进行了表征。
结果表明:纳米粒子稳定,且二次还原粒径明显长大。
关键词:纳米银化学还原法二次还原0 引言纳米粒子一般指尺寸在1nm至100nm之间的粒子,是处在原子簇和宏观体交界的过渡区域。
从一般的微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统,亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统。
它具有一系列新异的物理化学特性,涉及到纳米材料中所忽略或根本不具有的基本物理化学问题。
金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支,它以贵金属金、银、铜为代表,其中因为纳米银具有很高的表面活性、表面能催化性能和电导热性能,以及优良的抗菌杀菌活性,在无机抗菌剂、催化剂材料、电子陶瓷材料、低温导热材料、电导涂料等领域有广阔的应用前景而得到最多的关注,如在化纤中加入少量纳米银,可以改善化纤制品的某些性能,并使其具有很强的杀菌能力;在氧化硅薄膜中加加少量的纳米银,可以使得镀这种薄膜的玻璃有一定的光致发性,用纳米银敷衍料涂烧伤创面及久治不愈的痔疮,可以收到良好的效果。
由于纳米银的诸多应用使它的制备变得尤为重要。
目前纳米银的制备方法主要有化学还原法、沉积法、电极法、蒸度法、机械研磨法、辐射化学还原法、激光气相法、激光烧蚀法、微乳液法等。
其中化学还原法因其设备简单、操作方便,节能而成为制备的主要方法。
本研究采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作保护剂,以抗坏血酸和硼氢化钠为还原剂, 采用连续还原法制备银纳米粒子。
1 实验部分1.1 化学试剂及仪器试剂:硝酸银、抗坏血酸、硼氢化钠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、无水乙醇、胶棉液。
河南师范大学硕士学位论文纳米银粉的制备及其光学性能研究姓名:王亚丽申请学位级别:硕士专业:无机化学指导教师:周建国20060601、图3.1样品的Ⅺm图谱FIg.3.1Ⅺmpa讹mofthesample图3.1为PVP:AgN03(质量比)=1:1,还原剂:AgN03(摩尔比)=1:1,还原剂和AgN03的浓度均为O.6mol/l,反应温度为30℃,反应时间为50mill制备出样品的xRD衍射图谱,图中有三个明显的峰值与JcPDs卡№.04.0783中峰的位置一致,说明产物为立方晶型,其对应的晶面指数由左到右依次为(111)、(200)、(220)。
其晶粒大小可采用Sche玎er公式D=KX饵l,2cose进行计算,计算出其一次成核的粒径。
通过对不同实验条件下一次粒径的考察,得到不同实验条件对晶粒成核的影响。
3.3.2样品的TEM形貌分析图3.2样品的TEM照片Fig.3.2TEMphoto伊叩hofthesample图3.2为上述实验条件下制备出样品的TEM照片,从图中可以看出颗粒的形状为不规则六边形结构,粒度分布较均匀,颗粒的分散性好,颗粒的大小约为80砌左右。
3.4结果与讨论3.4.1分散剂的影响3.4.1.1分散剂加入方式的影响(a)(b)图3-3不同Pv_P加入方式产物的rIEM照片F毡.3.31EMphoto蓼aphsofthes柚叩leswithdi如rentPVPaddj矗0n本实验考察了Pv_P加入方式对产物形貌和粒径大小的影响。
结果表明:先将还原剂与与PVP溶液混合后,再将AgN03溶液加入到该混合溶液后进行还原制得的银颗粒较大,粒径范围为20~130Ilm,团聚现象严重,产物为不规则结构(见图3.3a):先将PVP与Al封03溶液混合后,再将还原剂加入到此混合溶液中,得到银粉颗粒较小,粒径范围为75~85m且分散性好,粒径分布较均匀,产物为不规则六边形结构(见图3.3b)。
植物还原法制备纳米银的探究目的和思路本研究的目的是筛选出具有能够在常温下还原银离子制备银纳米颗粒的植物叶片,为后续进一步研究和开发银纳米颗粒的绿色生物合成技术提供必要的原料和方法基础。
植物不仅能够绿化美化我们的生存环境,而且是可再生的资源。
作为一种有机体,植物叶片含有丰富的有机物质,有机物质含有各种各样的有机官能团,这些官能团具有一定的化学反应特性,包括氧化或还原能力,如果能够加以利用,可以取代一些化学试剂参与某些化学反应,从而实现反应原料和反应过程的绿色化,还可以更好地利用可再生的植物资源。
银纳米颗粒在电子、航天、医疗卫生、催化等方面有着广泛的用途,其绿色制备方法是当前的一个研究热点。
本研究选择纳米银为目标产物,尝试着利用植物叶片中所含的有机物在常温下还原银盐溶液并制备银纳米颗粒,该方法还可通过植物生物质分子基团对所形成的银纳米颗粒进行保护,防止银纳米颗粒的聚集长大。
不同植物的叶片组成有一定的不同,需要对不同植物叶片的还原能力进行评价并由此筛选出具有进一步研究价值的植物叶片。
显然,利用植物叶片来制备银纳米颗粒的方法具有还原剂来源丰富且可再生、条件温和、操作简单等绿色环保的特点。
研究过程选取多种植物的叶片,经晒干、研磨成粉末、煮沸、过滤等处理后取提取液作为还原剂;根据需要配制一定浓度的银盐溶液;植物叶片还原剂和一定浓度的银盐溶液按一定比例混合,室温下置于振荡器中振荡,反应一定时间后取样用紫外可见分光光度计和电子显微镜检测反应液中是否有银纳米颗粒的生成。
以此简单的方法来筛选出具有还原银离子制备银纳米颗粒能力的植物叶片。
科学性植物叶片中的有机物含有羟基等具有还原性的官能团,这些官能团能够将银离子还原成为单质银,而且植物叶片中的某些生物分子还能对生成的银纳米颗粒起保护作用,把银纳米颗粒的大小控制在纳米尺度范围。
银纳米颗粒在400~450 nm具有特征吸收峰,可通过紫外可见分光光度计(UV-Vis)来判断溶液中是否有银纳米颗粒生成;扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)能对所获得的银纳米颗粒进行有效的观测,并据此了解这些纳米颗粒的形状和大小;利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析植物叶片的官能团,以推断植物生物质中起还原作用的基团。
浅析纳米银粉的制备方法【摘要】:银是一种重要的贵金属,被广泛应用于抗菌材料、医药材料、装饰材料、电子浆料、催化剂等领域。
纳米银粉制备技术主要有反相微乳液法、液相还原法、有机还原剂化学还原法、液固相化学法、高分子保护化学还原法等,文章比较了各种方法的优缺点。
【关键词】:纳米银粉;制备方法国内外有关纳米银粉制备的文献和专利报道很多,制备方法主要分为化学方法和物理方法。
化学方法主要有液相化学还原法、电化学法、光化学还原法等,物理方法主要有还原球磨法、蒸发冷凝法及雾化法等。
下面简略地介绍这些制备方法以及相关文献报道。
1反相微乳液法按照油和水的比例不同可以将微乳液分为正相(OPW) ,反相(WPO) 和双连续相微乳液体系。
其中WPO 型微乳液体系适用于无机纳米粒子的制备在WPO 型微乳液体系里,微小的水池被表面活性剂和助表面活性剂组成的单分子层界面膜所包围而形成微乳颗粒,或叫水核,其大小可控制在十到几十纳米之间.水核尺度小却彼此分离,这种特殊的微环境称为“微型反应器”,或纳米反应器。
微乳液法是近年来发展起来的制备纳米粒子的有效方法,该方法具有装置简单、操作容易、粒子可控、不易发生团聚等优点。
2液相化学还原法液相化学还原法是利用化学反应中的氧化还原方法,在液相中将银盐中的银阳离子还原成原子银,从而制备出纳米银粒子。
化学还原法通常以硝酸银、氯化银、银氰化钾等银盐为原料,在有机保护剂(聚乙烯毗咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、Daxad 19, Triton X-100等)存在下,用不同的还原剂进行还原。
还原剂的种类主要有次磷酸钠、水合胜、甲醛、抗坏血酸、葡萄糖、连二亚硫酸钠、NaBH4、单宁、氢酮等。
液相化学还原法工艺简单,容易操作,对设备要求低,易于批量生产,是最具有实用价值的方法之一。
3化学还原/沉积法通过化学还原/沉积的方式,一步获得片状银粉的方法。
该方法制备的片状银粉具有纯度高、片状均匀、亮度好的优点,但由于得到的粉末机械性能差,当银粉与树脂匹配轧制成浆料后,在加热固化时,随着固化温度升高,银片收缩,形成颗粒并变粗,失去银粉光泽而呈银灰色,导致零位电阻增加,该方法还在进一步的研究之中。
化学还原法制备纳米银粉的研究作者:姜曌张丽奇来源:《山东工业技术》2015年第22期摘要:近年来,人们对于纳米材料独特的光、电、力、磁性质给予了广泛的关注。
本文介绍了以硼氢化钠为还原剂,以柠檬酸三钠为表面活性剂,在反应温度为25℃、[Ag+]为0.1mol/L和高速搅拌的条件下,制备出片状结构的纳米级别银粉。
关键词:纳米银粉;还原;制备DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.22.2611 纳米材料的应用最近几年的研究生产中,由于较高的传热性、高的抑菌性和较强的催化能力,片状银纳米材料称得上是一种最有研究前景的无机纳米材料。
然而片状纳米银粉在制备过程中产量难以提高,为使产量有所突破其生产成本又会大幅度攀升,可以说纳米级别银粉的的制备面临着相当大的困难。
在片状纳米银粉的生产中物理制备法投资大、产率低、能耗高。
因此我们常选择化学法进行片状纳米银材料的生产。
化学还原法是化学法中最常用的方法,因为化学还原法可以提高纳米银粉的产量,与此同时在制备过程中所需要的工艺设备比较简化方便我们在生产过程中控制粉末的状态使其满足我们使用需求,最大程度提高了生产利润。
我们在本文中主要讨论在高分子保护下,以硼氢化钠为还原剂,在一定的碱性条件下加入柠檬酸三钠作为表面活性剂,将银离子从水溶液中还原片状成纳米级别银粉的效果。
从而对后续能够生产分散性好、颗粒粒度均匀且结构面貌为片状的纳米银粉的方法的改进提供方向及依据。
2 纳米银粉的制备与表征2.1 主要试剂(见表1)2.2 主要实验设备(见表2)2. 3 试验方法25℃下,用电子天平称取0.1699g硝酸银固体于烧杯中,溶解后于100ml容量瓶中定容至100ml,得到浓度为0.1mol/L的硝酸银溶液。
再用电子天平称取0.0380g硼氢化钠固体于烧杯中,溶解10ml蒸馏水中后反复稀释至硼氢化钠溶液浓度为0.0380g/L。
将1-5号5个25ml烧杯放于恒温加热磁力搅拌器上分别加入磁子,用10ml量筒向每个烧杯中量取10ml蒸馏水,开启搅拌。
二、结题报告1Xiao-yan H, Mei Y. Chemical Preparation and Characteristic of Silver Nanoparticles[J].Journal of Lanzhou Jiaotong University (Natural Sciences), 2005, 24(3): 154-156.2樊新,黄可龙,刘素琴,于金刚,尹良果.化学还原法制备纳米银粒子及其表征[J].功能材料2006,38: 996-999.3Zhang S, Jiang Z. Growth of Silver Nanowires from Solutions: A Cyclic Penta-twinned-Crystal Growth MechanismPhys. Chem. B, 2005, 109: 9416-9421.4C liffel D E, Zamborini F P, Gross S M et al. Mercaptoammonium-Monolayer-Protected, Water-Soluble Gold, Silver, and Palladium Clusters. Langmuir., 2000, 16: 9699-9702.5Sun Y A, Xia Y N. Gold Nanocages: Synthesis, Properties, and Applications. Adv. Mater. 2003, 15: 695-699.6宋永辉, 兰新哲, 张秋利, 杨双平.一种制备纳米银粉的新方法[J] 西安建筑科技大学学报(自然科学版).2005,37(2): 285-2877Hussain I, Brust M,Papworth A J. Preparation of acrylate-stabilized gold and silver hydrosols and gold-polymercomposite films [J]. Langmuir,2003,19(11):4831-4835.8张昊然,李清彪,孙道华,凌雪萍,邓旭,卢英华,何宁.纳米级银颗粒的制备方法[J].贵金属,2005 ,26(2):52-56图1:PDDA分子式聚二烯丙基二甲基氯化铵),分子式见图1。
次磷酸盐液相还原法快速制备纳米银粉
顾大明;高农;程谨宁
【期刊名称】《精细化工》
【年(卷),期】2002(19)11
【摘要】以次磷酸钠为还原剂、六偏磷酸钠为分散剂、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)为保护剂 ,在 pH =1~ 2、温度为 4 0~4 2℃条件下与硝酸银溶液反应 ,得到紫红色银胶。
经离心 (6 0 0 0r/min)分离、钝化剂溶液洗涤、真空干燥(1× 10 3 Pa ,5 0℃ ) 3h ,得粉末状产物。
透射电镜和X射线衍射仪分析表明 ,产品系粒径为 10~30nm纯相纳米银粉。
本方法的制备周期约为 5h ,产率可达 70 %~80 %。
【总页数】3页(P634-635)
【关键词】次磷酸盐;液相还原法;快速制备;纳米银粉;次鳞酸钠
【作者】顾大明;高农;程谨宁
【作者单位】哈尔滨工业大学应用化学系;黑龙江工程学院基础部;哈尔滨鑫科纳米公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ131.22
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纳米银粉的制备及其电化学性能研究的开题报告一、选题背景和意义随着纳米科技的发展,纳米材料在电化学领域的应用越来越广泛。
纳米银粉作为一种新型的纳米材料,具有较大的比表面积和优异的电化学性能,被广泛应用于电化学电容器、电解池、传感器、储能器等领域。
因此,研究纳米银粉的制备方法和电化学性能具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的和内容本文旨在通过实验研究,探究纳米银粉的制备方法及其电化学性能。
具体研究内容包括:1. 纳米银粉的制备方法研究。
通过不同的制备方法(如化学还原法、电化学法等)制备纳米银粉,并比较其制备效率、产率和结晶度等性能。
2. 纳米银粉的表征和分析。
利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等方法对纳米银粉的结构、形貌和晶体结构等进行分析和表征。
3. 纳米银粉的电化学性能研究。
通过循环伏安法、交流阻抗法等电化学测试方法研究纳米银粉的电容性能、储能性能和传感性能等性能。
三、研究方法和步骤1. 纳米银粉的制备方法:选择化学还原法(如聚乙烯醇辅助还原法)和电化学法等制备方法,研究制备条件(如浓度、温度、时间等)对银粉制备效率的影响。
2. 纳米银粉的表征和分析:利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等方法对纳米银粉的结构、形貌和晶体结构等进行表征和分析。
3. 纳米银粉的电化学性能研究:利用循环伏安法、交流阻抗法等电化学测试方法研究纳米银粉的电容性能、储能性能和传感性能等性能表现。
四、论文预期贡献1. 对纳米银粉的制备方法进行深入探究,为进一步优化制备工艺提供参考。
2. 对纳米银粉的表征和分析进行详细研究,为后续纳米材料的性能分析提供基础。
3. 主要探究纳米银粉的电化学性能,为其在电容器、传感器等领域的应用提供理论和实践指导。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
次亚磷酸钠还原制备纳米银粉及其催化性能研究
以AgNO3 为银源,次亚磷酸钠为还原剂,化学还原制备了纳米银粉。
通过透射电子显微镜、X 射线荧光分析和X 射线衍射分别对其形貌、组成和结构进行了表征。
根据纳米银粉在去离子水介质中Zeta-pH 关系,确定了溶液pH 值、分散剂种类。
结合L9(33)的正交试验考察了还原剂与氧化剂的摩尔比、分散剂种类及反应温度对纳米银粉的分散性及粒度的影响。
制备纳米银粉的优化条件:还原剂与氧化剂的摩尔比为5,pH 为6,温度为50e,分散剂为六偏磷酸钠。
按该条件制备的纳米银粉,纯度高,其平均粒径为18nm,粒径分布窄,分散性能优异,且具有较高的催化活性。
纳米银粉与普通银粉相比,具有比表面积大、表面原子数多、表面能
高,且存在大量的表面缺陷和悬键,具有高度的不饱和性及很高的化学反应活性。
因此在各个领域有着非常广泛的应用价值,可作为抗菌材料、电池材料、电接触材料、电子浆料、钎料、装饰材料、医用材料、以及催化材料等。
目前制备纳米银粉主要有,电解法、喷雾热分解法、直流电弧热等离子法、机械化学合成法、微波法和化学还原法。
由于化学还原法制备成本低,设备易操作,节能等优点成为目前制备纳米银粉的主要方法。
目前,多数研究根据单因素实验选择最优条件,通常没有考察各因素之间的相互影响,不仅进行的实验量大,而且也浪费了资源。
次亚磷酸钠作为还原剂价廉易得,还原性强,能够迅速、以较高的产率将溶液中的银还原出来,而且反应所得纳米银粉表面吸附的少量还原剂通过多次洗涤容易除去。
制得的纳米银粉在不同介质和不同pH 环境下均具有不同的表界面电位,因此通过研究纳米银粉的表面电位能够帮助选择合适的pH 值和分散剂。
本文提出以pH-Zeta 电位实验中以硝酸银为银源,用次。