納米銀的制備現(xiàn)狀及應(yīng)用

納米銀的制備現(xiàn)狀及應(yīng)用納米銀的制備現(xiàn)狀及應(yīng)用1.1.1納米銀的制備方法近年來，由于高科技的迅猛發(fā)展，納米銀的制備方法和合成技術(shù)也得到了極大的發(fā)展，制備方法多種多樣。納米銀的制備方法很多，分類方法也多種多樣。如可按制備機理分、按實施狀態(tài)分、按反應(yīng)條件分和按反應(yīng)前驅(qū)體類別分等等。下面按反應(yīng)條件的不同介紹幾種比較常用的制備方法：？化學(xué)還原法化學(xué)還原法是最常用的納米銀的制備方法之一，一般是指在液相條件下，用還原劑還原銀的化合物而制備納米銀的方法。該法是在溶液中加入分散劑，以水合肼、硼氫化鈉、次亞磷酸鈉、葡萄糖、抗壞血酸、過氧化氫等作還原劑還原銀的化合物。加入分散劑可以降低粒子間碰撞而引起的枝聯(lián)和團聚，控制粒子粒徑大小、粒徑大小分布范圍及形貌?；瘜W(xué)還原法常用的分散劑有聚乙烯毗咯烷酮(PVP)、苯胺、甲醛磺酸萘鈉鹽和雙十六烷基二硫代磷酸毗啶鹽(PyDDP)等。例如梁煥珍等以硝酸銀為前驅(qū)物，過氧化氫為還原劑，在乙二醇(或乙醇)介質(zhì)中，有分散劑PVP存在的情況下，通過控制H2O2/NH3、NH3/Ag不同的比例，合成單分散的球狀和六方片狀納米銀顆粒。Wang等用PVP作分散劑，葡萄糖作還原劑制備了納米銀顆粒。另外，某些物質(zhì)在Ag+離子化學(xué)還原過程中能起分散劑和還原劑的雙重作用。例如Huang等用多聚糖還原制備了納米金和納米銀顆粒，其制備納米銀過程中所用的肝磷脂就起了分散劑和還原劑的雙重作用。？電化學(xué)法電化學(xué)法具有方法簡單、快速、無污染等優(yōu)點，是一種合成納米材料的有效手段。直接用電解的方法制備納米銀，電解過程中需要加入配位穩(wěn)定劑，配位劑的存在與否對納米粒子的形成非常關(guān)鍵，使用不同的配位劑，制備出的納米銀的集聚態(tài)也不一樣，可以實現(xiàn)對銀納米粒子尺寸和形狀的人工控制。司民真等用聚乙烯醇作為配位劑，將其與檸檬酸三鈉溶液和硝酸銀混合作為電解液，用銀棒作為電極，加上7V直流電壓，通電1h，用電解方法得到了納米銀溶膠。廖學(xué)紅等以乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）作配位劑，以鉑片電極為工作電極，通過電解硝酸銀溶液，制備出兩種不同粒徑的類球形和樹枝狀的納米銀。Starowicz等將銀在飽和NaNO3乙醇溶液中極化，并向溶液中通入氬氣除去其中的氧氣，用循環(huán)伏安法和計時電流法制備出納米銀顆粒，其中乙醇是配位劑。?微乳液法微乳液通常由表面活性劑、助表面活性劑、溶劑和水（或水溶液）所組成，在此體系中，兩種互不相溶的連續(xù)介質(zhì)被表面活性劑雙親分子分割成微小空間形成微型反應(yīng)器，其大小可控制在納米級范圍，反應(yīng)物在其中反應(yīng)生成固相粒子。由于微乳液能對納米粒子粒徑和穩(wěn)定性進行精確控制，限制了納米粒子的成核、生長、聚結(jié)、團聚等過程，是制備單分散納米銀的重要手段。路林波等在環(huán)己烷/異戊醇/SDS（十二烷基硫酸鈉）/水所組成的反相微乳液體系里，用水合肼作還原劑，常溫下從銀銨鹽溶液中制備出粒徑為20-30nm純凈銀粉。郭文靜等采用水/液體石蠟/Span80（單油酸失水山梨醇酯）-Tween80（聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯）/正丁醇微乳液體系，用水合肼作還原劑，制備了具有良好單分散性的銀納米顆粒。Zhang等在十二烷/二（2-乙基己基）磺基琥珀酸鈉（AOT）/水組成的微乳液體系中，用水合肼作還原劑，制備了銀納米顆粒。?模板法不同的表面活性劑具有不同的結(jié)構(gòu)和荷電性質(zhì)，濃度不同，在水溶液中的存在形態(tài)也不相同，可在溶液中形成膠團、液晶和囊泡等自組裝體，因此，可作為納米材料合成的理想模板。李國平等利用端胺基的聚酰胺-胺型（PAMAM）樹形分子為模板，通過直接化學(xué)還原法，即在銀離子與樹形分子充分絡(luò)合后，加入還原劑硼氫化鈉，制備了穩(wěn)定的銀納米顆粒。劉霞等以表面活性劑漠化十六烷基三甲基銨(CTAB)膠束為模板，制備出含有不同長徑比的銀納米棒的膠體。另外，在模板中利用電化學(xué)沉積法來制備各種材料納米線已被廣泛采用，常用的模板有氧化鋁模板、多孔硅模板和離子徑跡模板。氧化鋁模板作為制備納米線的模板之一，不僅具有納米孔道密度大、直徑小(可低于20nm)等特點；此模板還可以承受高溫，因此可以對所制備出的納米線進行高溫退火研究。張曉光等采用多孔氧化鋁為模板，利用電化學(xué)沉積法制備出具有一維梯度直徑的金屬銀納米線。重離子徑跡模板作為一種特殊模板來制備納米線，在核物理應(yīng)用方面開辟了新的研究領(lǐng)域。其特點是可以通過改變離子輻照參數(shù)來控制模板中孔道的密度和排列方式。聚碳酸脂(PC)膜被高能重離子輻照后沿入射離子路徑產(chǎn)生潛徑跡，把帶有潛徑跡的膜經(jīng)紫外光敏化后置于NaOH溶液中進行蝕刻，通過選擇蝕刻條件，在PC膜內(nèi)得到直徑從100到500nm導(dǎo)通的核徑跡孔。以帶有核徑跡孔的PC膜為模板，用電化學(xué)沉積法制備出不同直徑的銀納米線。近年來，生物模板制備納米顆粒又成為研究的熱點。如Chen等用洋蔥內(nèi)皮上的表皮為模板，合成出了4.6C7.9nm的單分散納米銀顆粒。?光化學(xué)法光化學(xué)法制備納米銀時，光的照射使溶液產(chǎn)生水化電子和還原性的自由基基團，自由基基團可還原溶液中的Ag+為Ag，在均勻攪拌下，整個反應(yīng)是在均相中首先產(chǎn)生較少Ag晶核，Ag晶核再逐漸被后繼還原的Ag沉積形成類原子團簇，顆粒極其均勻，徑粒相對較大。因此，光照條件下制備銀膠體具有高度分散性。利用該法可獲得不同粒徑、顏色各異、穩(wěn)定性好的銀膠。黃華等采用弱紫外光源(紫外殺菌燈)照射硝酸銀和檸檬酸三鈉的混合溶液成功制備出了黃銀膠，通過透射電鏡研究了黃色銀膠的尺寸分布，發(fā)現(xiàn)其尺寸分布在5-20nm之間。Henglein等在不同種類的聚合物穩(wěn)定劑存在下，采用紫外光照射AgClO4、丙酮和2-丙醇的混合溶液，當(dāng)聚合物為聚二甲亞胺時，得到了7nm的納米銀顆粒。Courrol等用紫外燈、氙燈和鈉燈照射由自制的樹酯、硝酸銀和乙醇組成的混合溶液，制備出了5-8nm的納米銀。？超聲波法超聲波引起的化學(xué)效應(yīng)，主要是由共空化效應(yīng)引起的，液體中氣泡的形成、成長在幾微秒之內(nèi)突然崩潰，由此產(chǎn)生的局部高溫和高壓致使氣泡內(nèi)的水蒸氣發(fā)生熱分解反應(yīng)，產(chǎn)生OH?和H-等活性粒子，利用這種方法已經(jīng)制備出無定形金屬、氧化物、聚合物等納米材料。利用超聲波法制備納米銀主要是以硝酸銀為銀源，在超聲震蕩的空化作用下，Ag+與超聲空化產(chǎn)生的活性基團H?結(jié)合，Ag+被還原，生成均勻細小的銀原子，形成許多銀晶核，進而聚集成納米銀團簇，隨著超聲時間的增長，超聲高壓產(chǎn)生的沖擊波和微射流現(xiàn)象，導(dǎo)致分子間強烈的相互碰撞和聚集，納米銀晶體逐漸長大并沉積下來。超聲可促使納米銀團簇自組裝成有序結(jié)構(gòu)，通過控制超聲時間可控制納米銀的聚集形態(tài)。陶小軍等在有機介質(zhì)十氫化萘中，以金屬鈉、硝酸銀和油酸鈉為起始原料，通過超聲輻射使硝酸銀在超聲波的聲空化效應(yīng)下所產(chǎn)生的局部高溫高壓環(huán)境中融化并與金屬鈉發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)生的銀顆粒迅速與油酸基團結(jié)合，成功制備了油酸表面修飾的Ag納米微粒。所制備的油酸表面修飾Ag納米微粒粒徑較小，平均尺寸為10nm，分布均勻，無團聚現(xiàn)象，且具有面心立方晶型結(jié)構(gòu)和良好的熱穩(wěn)定性能。熊金鈺等以硝酸銀為銀源，以聚乙烯醇(PVA)為穩(wěn)定劑，利用超聲波的空化作用，制備納米銀及其分形生長成的有序體。實驗表明，在超聲輻射下，不需任何還原劑，Ag+可被還原成銀原子，進而聚集成納米銀微粒，尺寸在15-25nm，這種納米銀能夠分形生長，最終成為樹枝狀的有序聚集體，分形維數(shù)為1.8-1.9。?激光燒蝕法利用激光照射金屬表面，制備“化學(xué)純凈”的金屬膠體，即為激光燒蝕法。此法避免了其他方法如化學(xué)氧化還原法中電離出的陰離子或陽離子等雜質(zhì)的影響。杜勇等利用Nd：YAG激光器1064nm激發(fā)光照射金屬Ag表面，通過控制光照時間，制備出合適的納米金屬Ag膠體。利用TEM對膠體銀粒子的尺寸及形態(tài)進行觀測表明這些膠體為粒徑介于5-35nm的納米體系，并對其進行了紫外-可見吸收光譜的研究°Tsuji等使用飛秒的波長約為800nm的激光脈沖照射一個包含在水中的銀片，并與用納秒激光脈沖照射得到的納米銀膠比較。發(fā)現(xiàn)用納秒