水溶性纳米银粒子的制备及稳定性研究

前言已故物理学家理查德·费曼在1959年所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲时提出了一个新的想法。

从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关。

范曼质问道，为什么我们不可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求？他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。

”这是纳米技术的灵感的来源。

纳米(nanometer)，是一种长度单位，一纳米等于十亿分之一米，大约是三四个原子排列起来的宽度。

纳米材料又称超微颗粒材料，由纳米粒子组成。

纳米粒子一般是指尺寸在1 - 100 nm间的粒子，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。

纳米科学技术(nano - technology)，是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术。

它以现代科学技术为基础，是现代科学和现代技术相结合的产物。

纳米科学技术将使人们迈入了一个奇妙的世界[1]。

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。

21世纪将是纳米技术的时代，随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在诸多领域将会得到日益广泛的应用，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有关广泛的应用前景。

纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

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。

第21卷第3期化　学　研　究中国科技核心期刊2010年5月CH EMICAL　RESEARCH hxyj@水溶性银纳米材料的制备及抗菌性能研究进展孙　磊13,刘爱心1,陶小军1,王治华1,2,赵彦保1(1.河南大学特种功能材料重点实验室,河南开封475004;　2.河南大学化学化工学院,河南开封475004)摘　要:综述了近年来水溶性银纳米材料的研究进展;主要介绍了水溶性银纳米材料的制备方法、产物形貌和作为抗菌材料的应用,并对其发展前景作了展望.指出水溶性银纳米材料的制备方法主要有相转移法、化学还原法等;合成得到的Ag纳米材料呈球形、线形、棒状、三角形、立方形和树枝晶状等多种形貌.作为一类性能优异的新型抗菌材料,水溶性Ag纳米材料的抗菌性能与其粒径和形貌相关.关键词:水溶性银纳米材料;制备;抗菌性能;综述中图分类号:O614.122文献标识码:A文章编号:1008-1011(2010)03-0106-07Progress in R esearch on Preparation and AntibacterialPerform ance of W ater2soluble Silver N anom aterialsSUN Lei13,L IU Ai2xin1,TAO Xiao2jun1,WAN G Zhi2hua1,2,ZHAO Yan2bao1(1.Key L aboratory of Minist ry of Education f or S peci al Functional M aterials,Henan Uni versit y,Kai f eng475004,Henan,China;　2.College of Chemist ry and Chemical Engineering,Henan Universit y,Kai f eng475004,Henan,China)Abstract:A review is given about t he research p rogress concerning preparation and antibacterialapplication of water2soluble silver nanomaterials.The synt hesis strategies,morp hologies andantibacterial applications of water2soluble silver nanomaterials are described;and t he prospect sare p redicted.It is pointed out t hat p hase2t ransfer met hod and chemical reduction met hod arecommonly used met hods for p reparing water2soluble silver nanomaterials.The resulting as2synt hesized water2soluble silver nanomaterials appear as sp heres,lines,rods,t riangles anddendrite.Moreover,t he excellent antibacterial properties of water2soluble Ag as a new type ofantibacterial agent s are highly dependent o n size and shape.K eyw ords:water2soluble silver nanomaterials;synt hesis;antibacterial performance;review 目前,金属纳米材料在很多领域都有应用,基于其在材料构筑中的重要性,它们被誉为下一代电子、光电子、化学传感器的“建筑块”[1].其中银纳米材料既具有金属纳米材料的一些共性,又具有其本身的一些特性,如很强的抗菌性能等,因而引起了科技工作者的广泛重视.针对银纳米材料在不同领域的应用,人们在它的制备、形貌结构控制和性能测试等方面进行了很多研究,特别探讨了其形成机制[2]、化学物理稳定性[3]、团聚因素[4]以及尺度和形貌[5-6]的调控等.虽然Ag纳米材料在诸多领域均有应用,但由于早期制备的银纳米材料多为非水溶性的,使其在医药、生物等方面的应用受到了很大限制,近几年来,为了解决这个问题,研究者做了许多工作.目前,水溶性Au 纳米颗粒的制备已有文献报道[7-8],与之类似,研究者们也发展了一些水溶性银纳米材料的制备方法,主要收稿日期:2010-01-22.基金项目:国家自然科学基金(50701016)项目;河南省教育厅自然科学研究项目(2007150008,2008B150003).作者简介:孙磊(1975-),男,副教授,博士,从事纳米材料化学制备及性能研究,Email:sunlei@.3通讯联系人.第3期孙磊等:水溶性银纳米材料的制备及抗菌性能研究进展107是通过在银纳米材料表面修饰上一端具有亲水基团的有机物,从而使其具有亲水性.作者对近几年来水溶性银纳米材料的研究进展进行了综述,主要介绍水溶性银纳米材料的制备方法、产物形貌和抗菌性能,并对其发展前景进行了展望.1　水溶性银纳米材料的制备方法制备水溶性银纳米材料的方法多种多样,这里主要介绍两种常用的化学方法,包括:相转移法和化学还原法.1.1　相转移法相转移法首先被Brust[9]和他的同事提出,他们起初用此方法合成水溶性金纳米颗粒.所谓相转移法就是通过使用相转移剂如季铵盐,把金属离子从水相中转移到有机相中,在有机相中被还原而制得纳米金属颗粒,或者是在极性溶剂中合成的金属颗粒被转移到非极性溶剂[10]中,反之亦然[11].这种方法的优点是还原剂及其氧化产物不会随金属粒子一起被转移走而起到分离纯化作用,另外还可以在相界面处制得纳米颗粒薄膜[12].Sarkar等[13]通过改进Brust的相转移法成功制备出了水溶性的银纳米颗粒及发乳白色光的银镜薄膜.他们发现甲酰胺可作为还原剂制备银纳米颗粒,而且结合合适的修饰剂能制备不同形貌的银纳米粒子,甲酰胺氧化产物是甲醛和氨,它们转入非极性溶剂的几率很小,于是就尝试用液2液两相法.他们首先在甲酰胺溶液中合成出银纳米颗粒,再加入氯仿,使Ag颗粒与氯仿相互作用变成Ag+,Ag+在NaB H4等还原剂作用下形成银颗粒.若在氯仿中加入PV P、SDS或C TAB等修饰剂,它们能够与Ag+表面相互作用而对Ag+表面进行功能化,经过两相分离,蒸发除去氯仿溶剂,可得到表面修饰的银纳米颗粒,表面修饰层亲水基团能使Ag颗粒很好地分散到水中,同时在两相界面处也能得到发乳白色光的银镜薄膜,此薄膜显示出金属颗粒特有的等离子体共振吸收峰.图1(a)和(b)分别为相转移前后Ag纳米颗粒分散在甲酰胺和氯仿中的照片.图2为相转移后制得的银纳米颗粒重新分散到水中的透射电镜(TEM)图.图1　银纳米颗粒相转移前后分散在甲酰胺(a)和氯仿(b)中的照片Fig.1　Photographs of(a)Ag nanoparticles in formamide before phasetransfer and(b)Ag nanoparticles in chloroform after phase transfer图2　银纳米颗粒相转移后分散在水中的透射电镜照片Fig.2　Transmission electron micrograph of silver nanoparticles redispersed in waterafter phase transfer1.2　化学还原法银离子极易被还原,常用的还原方法有化学还原、电化学还原和光化学还原.化学还原法是利用液相化学反应中的氧化还原反应,将银盐中的银离子还原成银原子,从而制备出银纳米粒子.许多化学还原法被用来合成Ag纳米颗粒[14-16],采用不同的还原剂和修饰剂可以合成粒径大小不同的水溶性银纳米颗粒.1.2.1　采用不同还原剂制备水溶性银纳米材料Kamat等[17]采用柠檬酸钠合成出颗粒粒径为40～60nm的浅绿色水溶性胶态银溶液.Lee等[18]利用NaB H4作还原剂合成出平均粒径在10nm左右的黄色银颗粒水溶液,Claire L.Schofield等[19]也用NaB H4作还原剂合成出水溶性的银纳米颗粒,不同粒径的银颗粒溶液显示出不同的颜色,考察了其作为荧光标记的应用,结果表明水溶性的银纳米颗粒作为生物标记有很好的光学性质.Chou K S等[20]分别用葡萄糖和甲醛作还原剂、PV P作稳定剂制备出水溶性银溶胶,并重点讨论了O H-在反应过程中的重要作用及反应机制.　化　学　研　究2010年108Deirdre M L等[21]利用抗坏血酸作还原剂、柠檬酸钠作稳定剂合成出不同颜色的银溶胶,通过TEM观察发现由于稳定剂浓度不同引起粒子形态不同进而造成了溶胶颜色的不同,作者对不同浓度条件引起不同粒子的形态做了考察,并对粒子的生长机制进行了分析.Yukihide S等[22]在PV P存在下用乙醇作还原剂制备出平均粒径为3.1nm的胶态银颗粒,并重点讨论了其对乙烯氧化的催化作用,发现此粒径的胶态银颗粒比其他商业化的银颗粒显示出更高的催化活性.1.2.2　采用不同修饰剂制备水溶性银纳米材料修饰剂对制备水溶性银纳米颗粒同样非常重要,根据性能设计需要,可以通过选择不同的修饰剂对金属纳米粒子表面进行功能化,同时也可起到稳定分散的作用.现给出研究者采用不同修饰剂合成水溶性银纳米材料的一些例子.Tarun K M等[23]利用环形氯化聚铵物28/322MCPAC合成了表面功能化的28/322 MCPAC2Ag2N Ps粒子,并考察了磷酸盐对28/322MCPAC2Ag2N Ps粒子凝聚的影响.Li W G等[24]报道了利用胶态导电聚合物合成水溶性金属纳米颗粒,他们在聚苯胺(PAN I)与聚丙烯酸(PAA)的胶态溶液中合成金属颗粒,PAN I既充当还原剂又是微型反应容器,PAA的作用是与金属粒子结合使其表面具有亲水性,合成出的银纳米颗粒粒径在1～50nm不等,此法的优点是不再使用NaB H4之类的还原剂,对环境友好,不需加热等复杂的条件,原料易得,易于工业化.金桥等[25]用NaB H4还原硝酸银的方法制备了磷酸胆碱两性离子修饰的银纳米颗粒,通过紫外可见光谱研究显示磷酸胆碱两性离子修饰的银纳米颗粒在高盐浓度和血浆体系中均具有良好的稳定性.通过与硫普罗宁和柠檬酸钠修饰银纳米颗粒对比,磷酸胆碱两性离子修饰的银纳米微粒在聚电解质和蛋白质溶液中显示出更好的生物稳定性,并预计磷酸胆碱两性离子可能是一种更好的金属纳米微球稳定剂.Manot h M[26]用甲醛在室温下还原硝酸银的方法制备了聚乙烯亚胺(PEI)修饰的高稳定水溶性银纳米颗粒,反应时间很短只需几分钟就可完成,而且PEI的浓度对粒子尺寸影响很大,同时发现3nm尺寸的粒子在紫外光激发下在474nm发出强烈的蓝色荧光,这暗示纳米粒子的光学特性会随着尺寸改变而发生变化.随着环境友好化学的提出,在制备水溶性银纳米颗粒时,许多无毒、生物相容性好的修饰剂也被研究者开发了出来.Zhen H等[27]利用聚氨基葡萄糖绿色法合成出水溶性金和银纳米颗粒,在此反应过程中多聚糖即是还原剂又充当修饰剂,而不用加入其他反应试剂,达到了绿色化学的要求.在绿色合成方法中,很多天然产物被用来作修饰剂,Liu Y S[28],Harekrishna Bar[29]和Naznin A B[30]三组研究者分别用海藻酸钠、麻风树乳汁和红茶树浸出物作为修饰剂,成功合成出了水溶性的金和银纳米颗粒.2　水溶性银纳米材料的形貌采取不同的反应试剂和反应条件可以得到不同形貌的银纳米粒子,合成出的纳米粒子以球形颗粒居多,但由于特殊的需求和用途,其他特殊形貌的水溶性银纳米材料也逐渐被合成了出来,例如:三角形、立方形、线形、树枝晶形等.2.1　三角形银纳米颗粒制备水溶性三角形银纳米颗粒的方法已有很多报道.物理法中的光诱导集结法是由Jin最先提出的,它同波长照射后三角形Ag纳米颗粒电镜图Fig.3　TEM images of Ag nanoprisms with average edge lengths of38+7nm(a),72+8nm(b)and120+14nm(c)是用一定的光束对预先合成的纳米颗粒进行照射使其长成大粒子的方法.Jin等[31]将柠檬酸钠修饰的粒径第3期孙磊等:水溶性银纳米材料的制备及抗菌性能研究进展109　小于10nm 的球形银颗粒用日光灯进行照射,发现粒子长成三角形的大颗粒,而用紫外灯对粒子进行照射时发现粒子只集结成较大粒径的球形颗粒.在随后的工作[32]中他们还发现激发光波长对粒子尺寸起到一定控制作用,他们使用激发波长较长的光去照射粒子得到了尺寸更大的粒子(如图3所示).很快,化学法也被发展起来,Carroll [33]报道了在CTAB 存在下利用抗坏血酸合成三角形的银纳米颗粒.利用这个方法,通过调整C TAB 与AgNO 3的配比,更大尺寸的粒子(d >100nm )被Yang [34]等合成了出来.2.2　银纳米立方晶Sun Y G 和Xia Y N [35]在PV P 存在下利用乙二醇还原AgNO 3制备出了Ag 纳米立方晶,并发现PV P 与AgNO 3的配比对粒子形状和尺寸有很大的影响.这种方法中乙二醇兼作还原剂和溶剂,当PV P 与Ag 2NO 3的摩尔比为1.5时,可制得单晶Ag 纳米立方晶.如图4所示,所得纳米立方晶的平均边长约为175nm ,具有很好的单分散性.作者通过研究发现对于面心立方的晶体而言,其形貌由晶体沿<100>和<111>方向的生长速率比(R )所决定,由于PV P 与面心立方银的不同晶面选择性结合,它的引入改变了R 值.所以通过修饰剂与AgNO 3比例的调控,可控制Ag 纳米晶的形貌和尺度.2.3　银纳米线Liu S W 等[36]报道了一种快速合成银纳米线的方法.他们在AgBr 乳胶剂中,利用柠檬酸盐还原Ag 2NO 3溶液,在室温条件下快速合成出了银纳米线(如图5所示).TEM 形貌分析表明,所制备的Ag 纳米线的平均直径为80nm ,长度在50～100μm ;选区电子衍射(SA ED)分析表明Ag 纳米线沿着[111]晶面方向生长.图4　银纳米立方晶的扫描电镜图片Fig.4　SEM images of slightly truncatedsilver nanocubes 图5　银纳米线的透射电镜图Fig.5　A typical low magnification TEM image of silver nanowires2.4　银树枝晶图6　Ag 树枝晶透射电镜形貌图Fig.6　TEM images of silver nanodendritesMdluli P S 等[37]利用甲酰胺还原AgNO 3,PV P 作修饰剂,合成出了银树枝晶(如图6所示),并讨论了PV P浓度对树枝晶形成的影响.研究表明反应液在暗态下的静置时间和PV P 浓度的高低在产物形貌从各向同性纳米颗粒到各向异性树枝晶的转化过程中起着重要的作用.银树枝晶的生成机理遵循“扩散2限制,聚集”模型[38].修饰剂PV P 控制着Ag 纳米晶的成核和定向生长,促进了Ag 纳米树枝晶的生成.3　水溶性纳米材料的抗菌性能3.1　作为抗菌剂的性能及作用机理人们利用银抗菌性能的历史很长,传统银系抗菌剂包括金属银、硝酸银、磺胺嘧啶银等.近年来,银纳米材料由于具有大的比表面积以及独特的物化性能,已迅速发展成为一类新型的抗菌剂.Sondi 等[39]报道了银纳米颗粒抗E 型大肠杆菌的性能.他们通过扫描电子显微镜(SEM )观察到了Ag　化　学　研　究2010年110纳米颗粒和死亡细菌细胞的聚集体,也观察到了纳米颗粒与细胞膜构成元素的结合而引起细胞损伤的现象.通过TEM和X射线能量色散(EDA X)证实了Ag纳米颗粒能穿透细胞膜在细胞表面形成凸点.他们认为Ag纳米颗粒将成为一类制备简易、性价比高、易于复配的新型抗菌剂.Mornoes等[40]对不同粒径Ag纳米颗粒抗菌性的研究表明,Ag纳米颗粒的抗菌性能与其粒径大小相关,平均粒径为5nm的颗粒抗菌效果最好.Baker等[41]报道了用物理气相沉积法制备Ag纳米颗粒.在液相及固相介质中测试了其抗大肠杆菌的性能,结果表明Ag纳米颗粒在8μg/cm2的低浓度下即有抗菌效果,其抗菌性高低与颗粒的表面积/体积比有关,因而粒径小的Ag纳米颗粒展现出高抗菌活性.Pal等[42]研究了不同形貌银纳米材料的抗菌性.他们通过种子生长法制备了球形Ag纳米颗粒,通过液相法制备了棒状和三角形Ag纳米颗粒.作者进行的抗菌性能研究结果表明,对于100μL的E型大肠杆菌培养液,要观察到抑菌生长现象,所需棒状、球形和三角形Ag纳米颗粒的添加量分别为50～100、12.5和1μg.换言之,Ag纳米颗粒的抗菌性能是与其形貌相关的.银纳米颗粒与其盐类相比具有高效的抗菌性,作用机制可能是由于它们具有大的表面积,能更好地与微生物相结合.银纳米颗粒能吸附于细胞膜并进入细胞体内,与含硫的蛋白或含磷化合物如DNA作用.当银纳米颗粒进入细菌细胞后,在细菌体中心会形成一个低分子量的区域,细菌细胞向这个区域收缩,以保护DNA免受Ag+侵袭.银纳米颗粒可有效攻击微生物的呼吸链,致使微生物细胞分解并最终导致细胞死亡.银纳米颗粒在细菌细胞体内可释放出银离子,这会增强抗菌活性[43].3.2　作为抗菌填料或涂层的应用银离子或金属银用作医疗器械抗菌涂层得不到令人满意的临床效果,原因可能是金属银与血浆接触后的钝化作用以及涂层缺乏耐久性.Furno等[44]研究了在无氧条件下合成出的Ag纳米颗粒掺入聚合物医用材料对葡萄状球菌的抗菌性能,结果表明,Ag纳米颗粒注入的样品可观察到有抑菌环的出现.Wilcox[45]的研究结果显示,银纳米颗粒掺入医用材料能提高其抗菌性,其优点是可同时防护器械的内外表面而且能连续释放出Ag+以提高抗菌活性.医用敷料在伤口处理中起着主要的作用.近年来,随着病原体抗药性问题的日益严重,含银纳米颗粒敷料在治疗伤口感染上取得了很大突破.Chopra等[46]的研究表明,银敷料剂的传输系统能以不同的浓度释放Ag纳米颗粒,同时,银在敷料中的分布,它的化学和物理形态,敷料对空气中水分吸附作用的强弱等都影响着其对微生物的杀灭作用.在过去的几十年里,研究者对于研发含抗菌剂的织物一直很感兴趣.由于Ag纳米颗粒对人体无毒及具有抗菌性,它已被用于多种织物中.Yeo等[47]通过扫描电镜观察到,在制备过程中,Ag颗粒位于织物的外层比混于织物内部具有更好的抗菌效果.用Ag纳米颗粒掺杂的聚酯无纺布也显示出了抗菌性能.4　总结和展望水溶性Ag纳米材料是近年来的研究热点之一.在制备水溶性Ag纳米材料的多种方法中,化学还原法可通过不同修饰剂和还原剂的选择来制备形貌、尺寸可控,分散性良好的Ag纳米材料.水溶性Ag纳米材料作为抗菌剂或复合材料的涂层、填料,展现出良好的抗菌性,有望发展成为一类性能优异的新型抗菌材料.参考文献:[1]Feldheim 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纳米银颗粒催化剂的制备与催化性能研究随着科技的发展和工业的进步，纳米材料被广泛应用于各个领域，其中纳米银颗粒催化剂备受关注。

纳米银颗粒具有较高的活性和选择性，因此在化学和环境领域中具有巨大的应用潜力。

本文将探讨纳米银颗粒催化剂的制备方法以及其在催化反应中的性能研究。

首先，我们来讨论一下纳米银颗粒催化剂的制备方法。

目前，有多种方法可以制备纳米银颗粒催化剂，如溶胶-凝胶法、溶剂热法、微乳液法等。

其中，溶胶-凝胶法被广泛应用于纳米银颗粒的制备。

该方法将金属前驱体和还原剂溶解在溶胶中，然后通过热解或热还原将其转化为纳米颗粒。

溶剂热法则是通过调控反应溶剂的性质和反应条件来控制纳米颗粒的形貌和尺寸。

微乳液法则是在两种不相容的溶剂中加入表面活性剂，并通过调节温度和浓度来控制颗粒的尺寸和形状。

这些制备方法可以根据需求调节反应条件和材料组成，以获得理想的纳米银颗粒催化剂。

接下来，我们将关注纳米银颗粒催化剂在催化反应中的性能研究。

纳米银颗粒具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，因此在催化反应中表现出良好的催化性能。

例如，在有机合成中，纳米银颗粒催化剂可以催化芳香硝基化合物的加氢还原反应，将硝基基团还原为胺基基团。

此外，在燃料电池中，纳米银颗粒可以作为催化剂促进氧还原反应，提高电极的催化效率。

研究表明，纳米银颗粒催化剂不仅具有高催化活性，而且还具有较好的稳定性和循环性能。

然而，在纳米银颗粒催化剂的应用中，也面临一些挑战和问题。

首先，纳米银颗粒的合成方法需要进一步改进，以提高制备效率和控制颗粒尺寸和形状。

其次，催化剂的选择性仍然是一个难以解决的问题，需要通过控制反应条件和催化剂的表面结构来实现选择性催化。

此外，纳米银颗粒催化剂的稳定性和寿命也是一个需要关注的问题。

由于纳米颗粒的高表面能，催化剂容易受到氧化、聚集和失活等反应的影响，因此需要寻找合适的方法来提高催化剂的稳定性。

综上所述，纳米银颗粒催化剂是一种具有良好催化性能的纳米材料。

利用拉曼光谱技术制备高效、环保的纳米银颗粒的研究在本研究中，我们采用拉曼光谱技术制备高效、环保的纳米银颗粒。

详细介绍了实验方法、样品制备过程以及拉曼光谱结果分析。

1.实验方法1.1纳米银颗粒的制备本实验通过溶胶-凝胶法制备纳米银颗粒。

首先将AgNO3溶解在去离子水中，然后加入适量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为稳定剂。

将溶液在搅拌下加热至沸腾，随后自然冷却至室温，得到淡黄色的纳米银颗粒溶液。

1.2拉曼光谱测试采用激光拉曼光谱仪对纳米银颗粒进行测试。

测试条件：激光波长为532nm，功率为10mW，扫描范围为100cm-1至4000cm-1。

在实验过程中，将纳米银颗粒溶液滴在干净的玻璃片上，待其干燥后进行拉曼光谱测试。

2.结果分析2.1纳米银颗粒的拉曼光谱特征拉曼光谱结果显示，纳米银颗粒在300cm-1附近出现较强的拉曼散射峰，这是纳米银颗粒的特征峰。

此外，在400cm-1至1000cm-1范围内，还有多个较弱的拉曼散射峰。

这些峰反映了纳米银颗粒的晶格振动模式和表面振动模式。

2.2纳米银颗粒尺寸对拉曼光谱的影响通过改变沉淀剂的浓度，我们可以调控纳米银颗粒的尺寸。

实验发现，随着沉淀剂浓度的增加，纳米银颗粒的拉曼散射峰强度逐渐减弱，峰位发生红移。

这说明纳米银颗粒的尺寸对拉曼光谱有显著影响。

2.3纳米银颗粒的表面增强拉曼光谱（SERS）将拉曼光谱技术应用于纳米银颗粒的表面增强拉曼光谱（SERS）研究。

实验结果表明，在纳米银颗粒表面吸附的分子，其拉曼散射信号得到显著增强。

这种现象为利用SERS技术检测痕量分子提供了实验依据。

结论本研究利用拉曼光谱技术研究了纳米银颗粒的制备、表征及其表面增强拉曼光谱特性。

实验结果表明，拉曼光谱技术在纳米银颗粒的制备和表征方面具有较高的灵敏度和准确性。

此外，纳米银颗粒的表面增强拉曼光谱为实现痕量分子的检测提供了新思路。

这为拉曼光谱技术在环保、生物医学等领域的广泛应用奠定了基础。

关键词：纳米银颗粒；拉曼光谱；表面增强拉曼光谱；溶胶-凝胶法；环保。

银纳米粒子的制备与表征随着纳米技术的逐渐成熟，纳米材料作为一种具有特殊物理和化学性质的新型材料，已经逐渐应用于生物医学、环境保护、电子、光电、催化、能源等许多领域。

而银纳米粒子作为一种应用广泛的材料，其制备和表征技术也已逐渐成为重要的研究领域。

一、银纳米粒子的制备目前，银纳米粒子的制备方法主要有物理法、化学法、生物法等。

物理法：如光还原法、研磨法等。

光还原法是利用激光或紫外线等能量较强的光对氯化银水溶液进行加热处理，从而实现银的还原过程，生成纳米银颗粒；研磨法是将银片或银粉与研磨介质一起裂解、磨碎，使其颗粒度降至纳米尺度。

化学法：如还原法、碳化法、水热法等。

还原法是利用还原剂如硼氢化钠、乙醇、电解法等对银离子进行还原，生成银纳米颗粒；碳化法则是利用高温还原与碳化作用，生成纳米银颗粒；水热法是利用高温、高压等条件，将银离子在水介质中还原生成纳米银颗粒。

生物法：利用植物、动物或微生物等进行合成，是一种相对环保的方法。

如在植物中分离出含有还原银离子的叶绿体，再将还原后的银离子形成银纳米颗粒。

二、银纳米粒子的表征银纳米粒子的表征是对其形态、尺寸、分散性、稳定性、表面性质等进行分析。

主要的表征方法有透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射仪(DLS)、紫外吸收光谱、拉曼光谱等。

TEM是目前使用最广泛的表征方法之一，其能够提供纳米颗粒的直接形貌信息，并测量其粒子的大小、形状、分布等。

SEM也可以提供颗粒表面形态信息。

DLS则是可以用于测定颗粒的大小、分散性以及稳定性等物理性质。

紫外吸收光谱和拉曼光谱则可以检测颗粒表面的等离子共振吸收峰和化学成分信息。

此外，X-射线衍射仪(XRD)和能量散射谱(EDS)也可以对样品的晶体结构和元素组成进行分析。

总之，银纳米粒子的制备和表征是探讨其特殊物理和化学性质的重要前奏，而随着纳米技术的不断进步，银纳米粒子将会在更广泛的领域中得到更广泛的应用。

银纳米粒子的制备与表征银纳米粒子的制备与表征一、引言银纳米粒子因其独特的物理化学性质，如高比表面积、优良的导电性和催化性能，在众多领域具有广泛的应用前景。

例如，它们在电子设备、光学、医疗和催化领域都有重要的应用。

因此，制备出粒径均一、稳定性好的银纳米粒子显得尤为重要。

本文将介绍几种制备银纳米粒子常用的方法，并对它们的优缺点进行比较，同时对制备出的银纳米粒子进行表征。

二、制备方法1.化学还原法：此方法常用还原剂如抗坏血酸、硼氢化钠等还原硝酸银。

优点是操作简单，对设备要求较低，适用于大规模生产。

但缺点是使用的还原剂可能导致环境污染，而且制备出的银纳米粒子粒径不均一。

2.物理气相沉积：该方法是通过蒸发、凝结和固化来制备银纳米粒子。

优点是制备出的粒子具有高结晶度和良好的稳定性，适用于要求较高的应用领域。

但缺点是设备成本高，产量较低。

3.激光脉冲法：利用激光脉冲辐射溶液中的前驱体，使其迅速蒸发并形成纳米粒子。

优点是反应速度快，制备的银纳米粒子尺寸小且分布窄。

然而，该方法对设备要求较高，成本较大。

三、表征方法1.紫外-可见光谱法：此方法通过测量银纳米粒子溶液的紫外-可见吸收光谱，了解其光学性质。

优点是操作简便，可以提供关于粒子大小和粒径分布的信息。

但这种方法只能间接推断粒子的形貌和结构。

2.X射线衍射：通过X射线衍射可以了解银纳米粒子的晶体结构、晶格参数等信息。

优点是准确性高，可以提供关于粒子结构和结晶度的信息。

但设备成本较高，操作较复杂。

3.透射电子显微镜：可以直接观察银纳米粒子的形貌、粒径和粒径分布。

优点是可以直接观察到粒子的微观结构。

但需要样品制备，对样品的尺寸和稳定性有一定要求。

4.扫描电子显微镜：可以观察较大范围的样品区域，得到粒子的宏观分布信息。

优点是可以观察到粒子在载体或环境中的分布情况。

但同样需要样品制备，对样品的导电性有一定要求。

5.原子力显微镜：可以用于研究纳米粒子的形貌和表面粗糙度。

优点是对样品的稳定性要求较低，可以在液相环境中进行观察。

纳米银颗粒的制备及其生物应用第一章纳米银颗粒的制备近年来，纳米技术的快速发展为制备纳米材料提供了新的思路和手段。

纳米银颗粒是一种重要的纳米材料，具有优异的物理化学性质和广泛的生物应用价值。

本章将介绍几种常见的纳米银颗粒制备方法。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备纳米银颗粒的一种常用方法。

其基本原理是在水相中加入氢氧化钠、硝酸银等化学试剂，调节溶液的pH值和温度，使之发生聚合反应，最终制得纳米银颗粒。

2. 化学还原法化学还原法是制备纳米银颗粒的常见方法之一。

该方法基于还原剂对银离子的还原作用，使银离子逐渐为金属银还原成纳米银颗粒。

3. 光化学法光化学法是使用光去还原银离子制备纳米银颗粒的方法。

其具体原理是利用光照后的电子能量使得还原剂对银离子进行还原，形成纳米银颗粒。

第二章纳米银颗粒的生物应用纳米银颗粒具有优异的物理化学性质和生物学特性，已被广泛应用于医学领域、生物成像、抗菌材料等领域。

1.抗菌作用纳米银颗粒具有较强的抗菌作用，对多种细菌、真菌和病毒等有杀灭作用。

其抗菌机制主要是通过破坏细胞膜和细胞壁、电子转移和氧化应激等方式实现。

2.生物成像纳米银颗粒在生物成像中表现出较好的成像效果。

其主要原因是纳米银颗粒表面的等离子体共振（SPR）效应，使得其在近红外区域具有强烈的吸收和散射光信号，因此在纳米粒子标记的生物体内成像效果非常突出。

3.治疗肿瘤近年来，纳米银颗粒因其优异的物理化学性质和生物学特性被广泛应用于肿瘤治疗。

研究表明，纳米银颗粒可以抑制肿瘤细胞增殖，并对肿瘤组织产生热效应，从而达到治疗作用。

第三章纳米银颗粒的应用前景随着纳米技术的不断发展，纳米银颗粒在医学、生物学、环境保护等领域有着广阔的应用前景。

纳米银颗粒在医药领域可以应用于抗菌材料、诊断成像和疾病治疗等方面，同时也可作为环境净化材料、电子材料、植物保护等领域的新兴应用。

总之，纳米银颗粒作为一种重要的纳米材料，在生物医学应用、环境治理等领域有着广泛的应用前景。