CN103420344A - 一种纳米硒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纳米硒的制备方法,包括有以下步骤:1)称取亚硒酸盐晶体,加入到去离子水、稳定剂A和稳定剂B的混合液中,溶解,得到亚硒酸盐溶液;称取还原剂粉末,使其溶解在去离子水中,得到还原剂溶液;2)将得到的还原剂溶液加入到配好的亚硒酸盐溶液中,然后加入稳定剂C,搅拌加热,保温,得到砖红色的纳米硒溶液;3)将得到的纳米硒溶液离心,即可得到纳米硒粉体。本发明的优点在于:制备条件为常压,反应温度较低(60-80℃),反应时间短,整个制备过程安全稳定,便于掌握控制,容易实施,原材料成本低廉、无毒无害,得到的产品粒径均匀、颗粒较小(2-6nm)、结晶性良好,有良好的水溶性和生物相溶性。

Description

一种纳米硒的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料的制备,具体的是涉及一种纳米硒的制备方法。
技术背景
硒位于第ⅥA族,为准金属元素,早期人们对硒的研究主要是在其性质及用途上。如灰硒薄层被广泛的应用在光电池、整流器、复印技术等方面,因为它具有优良的光电特性及单向导电性;硒还被广泛的应用于制造铁路和航标信号灯以及涂料、陶瓷工业,因为它具有良好的透红光性。硒也是人体所必需的微量元素,缺硒会引起多种疾病,适量的补充硒能有效的防治多种疾病。并且单晶硒是一种重要的元素半导体,有无定形和晶形两种不同的存在形态。无定形纳米硒有良好的生物活性,在抗氧化、调节免疫、拮抗有害重金属等重要的生命活动中都有着极其重要的作用。晶形硒有着较低的熔点、高的光导率和高的化学活性,在光电池、机械感应器、整流器、光敏元件和复印技术有着广阔的市场应用。中国发明专利97107038.5公开了一种活性红色单质硒的制备方法,经过国家权威机构鉴定和医药专家的评审,鉴定纳米硒为国内外首创。之后,有关纳米硒的制备还有许多专利公开,一般都是在保护剂的存在条件下,以硒化合物为原料,采用一定的还原剂反应,将其化合物还原为单质的硒,其中纳米硒的形貌多样,有球状、丝状、棒状、树枝状等。中国专利说明书CN1789113A曾公开了一种利用超声的方法,在聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和壳聚糖保护剂的存在下,抗坏血酸和盐酸烃胺还原亚硒酸或亚硒酸盐的方法来制定纳米硒。而中国专利申请说明书CN1669913A公开的是一种水热反应,用葡萄糖还原亚硒酸钠制备单质硒纳米管。同时中国专利申请说明书CN1519195A也公开了一种水热法,用单质硒粉在水、酒精、氨水、肼的混合液中生成纳米硒管。总结上述制备方法,我们不难发现,绝大多数制备工艺,整个体系较为复杂,制备过程繁琐,条件繁多难于把握,消耗能源较多,且制备出的纳米硒尺寸较大,没有水溶性和生物相溶性。所以为了更好的开发纳米硒在各个方面的应用,找到一种安全方便、高效节能的能够生成水溶性、生物相溶性纳米硒的方法便显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种纳米硒的制备方法,通过调节反应物浓度和反应温度,可以获得粒度均匀,形状确定的具有水溶性和生物相溶性纳米硒。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种纳米硒的制备方法,包括有以下步骤:
1)称取0.01-2g的亚硒酸盐晶体,加入到1-5ml去离子水、10-30ml稳定剂A和1-5ml稳定剂B的混合液中,搅拌使其充分溶解,得到亚硒酸盐溶液;称取0.5-5g还原剂粉末,使其溶解在去离子水中,得到还原剂溶液; 
2)将得到的还原剂溶液在20-80℃下加入到配好的亚硒酸盐溶液中,然后加入0.5-2ml稳定剂C,搅拌加热至75-100℃,保温15分钟,得到砖红色的纳米硒溶液; 
3)将得到的纳米硒溶液离心,即可得到纳米硒粉体。
按上述方案,所述的的亚硒酸盐为亚硒酸钠、亚硒酸锌或亚硒酸氢钠。亚硒酸钠有良好的化学稳定性和低毒性,并且成本较低。
按上述方案,所述的还原剂为葡萄糖溶液。它是一种有良好水溶性和生物相溶性的有机还原剂,无毒无污染,成本较低。
按上述方案,所述的稳定剂A为甘油或聚乙二醇、稳定剂B为乙醇、稳定剂C为MPA。
本发明采用的稳定剂能够在水溶液环境下形成稳定的高分子支架,反应中,葡萄糖使亚硒酸盐发生还原反应,将亚硒酸盐中的硒元素还原成为单质的纳米硒,生成的纳米硒在高分子支架上面附着生长,避免了颗粒的聚结生长,从而可以得到粒度均匀,粒径为2-6nm,结晶性良好的纳米硒晶体,且甘油无毒无害、成本低廉。
与现有技术相比,本发明的优点在于:制备条件为常压,反应温度较低(60-80℃),反应时间短,整个制备过程安全稳定,便于掌握控制,容易实施,原材料成本低廉、无毒无害,得到的产品粒径均匀、颗粒较小(2-6nm)、结晶性良好,有良好的水溶性和生物相溶性,可为以后纳米硒在半导体光电领域、医药生物领域的研究应用提供良好的物质基础。 
附图说明
图1为实施例1所得纳米硒粉体的XRD衍射图;
图2为不同温度下制备的纳米硒的紫外可见光谱;
图3为实施例1所得的纳米硒粉末的TEM照片;
图4为实施例1所得的纳米硒粉末的HRTEM照片。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明做进一步的详细说明,但本发明的实现方式并不局限于此。
    实施例1
称取0.0233g的亚硒酸钠晶体,加入到2ml去离子水、18ml甘油和2ml乙醇的混合液中,搅拌使其充分溶解,得到亚硒酸钠溶液;另外称取1.0076g葡萄糖粉末,使其溶解在2ml去离子水中;
将配好的葡萄糖溶液在60℃下加入到配好的亚硒酸钠溶液中,然后加入1mlMPA,搅拌加热至80℃,保温15分钟,即可得到砖红色的纳米硒溶液,将其在12000转/分钟下离心30分钟,即可得到水溶性、生物相溶性的纳米硒粉体。
如附图1所示,在该生成的纳米硒粉末的X射线衍射花样图中,可以确定该粉末为纯相的六方结构的纳米硒晶粉体。其中,当衍射角度为23.5°、29.7°、41.4°、43.6°、45.4°、51.7°和 56.0°时,对应的分别为该晶体的(1 0 0)、(0 1 1)、(1 1 0)、(0 1 2)、(1 1 1)、(0 2 1)和(1 1 2)晶面。
如附图2所示,从其紫外可见光谱图可以看到随着反应温度的提高,生成的Se纳米晶的吸收峰逐渐向长波方向移动。反应温度分别为60℃、80℃ 、100℃、120℃时生成的Se纳米晶的吸收峰分别位于540 nm、560nm、580 nm和630 nm。
如附图3-4所示,图中a、b为实施例1中制得的纳米硒粉末的TEM照片,而c、d、e、f、g分别实施例1中制得的纳米硒粉末的HRTEM照片。从该粉末的HRTEM照片我们可以看到,这种Se纳米晶有较好的分散性,且颗粒大小较为均匀,为六方结构,晶面间距为0.2978nm,尺寸大小范围在2~6nm之间。
实施例2
称取0.4156g的亚硒酸钠晶体,加入到2ml去离子水、20ml甘油和2ml乙醇的混合液中,搅拌使其充分溶解,得到亚硒酸钠溶液;另外称取2.5046g葡萄糖粉末,使其溶解在3ml去离子水中;
将配好的葡萄糖溶液在60℃下加入到配好的亚硒酸钠溶液中,然后加入1mlMPA,搅拌加热至80℃,保温15分钟,即可得到砖红色的纳米硒溶液,将其在12000转/分钟下离心30分钟,即可得到水溶性、生物相溶性的纳米硒粉体。
 
实施例3:
称取0.0254g的亚硒酸钠晶体,加入到2ml去离子水、2g聚乙二醇和2ml乙醇的混合液中,搅拌使其充分溶解,得到亚硒酸钠溶液;另外称取2.5046g葡萄糖粉末,使其溶解在3ml去离子水中;
将配好的葡萄糖溶液在60℃下加入到配好的亚硒酸钠溶液中,然后加入1mlMPA,搅拌加热至80℃,保温15分钟,即可得到砖红色的纳米硒溶液,将其在12000转/分钟下离心30分钟,即可得到水溶性、生物相溶性的纳米硒粉体。
 
实施例4:
称取0.1674g的亚硒酸锌晶体,加入到2ml去离子水、2g聚乙二醇和2ml乙醇的混合液中,搅拌使其充分溶解,得到亚硒酸锌溶液;另外称取2.7513g葡萄糖粉末,使其溶解在3ml去离子水中;
将配好的葡萄糖溶液在60℃下加入到配好的亚硒酸锌溶液中,然后加入1mlMPA,搅拌加热至80℃,保温15分钟,即可得到砖红色的纳米硒溶液,将其在12000转/分钟下离心30分钟,即可得到水溶性、生物相溶性的纳米硒粉体。
 
实施例5:
称取0.2554g的亚硒酸氢钠晶体,加入到2ml去离子水、2g聚乙二醇和2ml乙醇的混合液中,搅拌使其充分溶解,得到亚硒酸氢钠溶液;另外称取2.7428g葡萄糖粉末,使其溶解在3ml去离子水中;
将配好的葡萄糖溶液在60℃下加入到配好的亚硒酸氢钠溶液中,然后加入1mlMPA,搅拌加热至80℃,保温15分钟,即可得到砖红色的纳米硒溶液,将其在12000转/分钟下离心30分钟,即可得到水溶性、生物相溶性的纳米硒粉体。 

Claims (4)

1.一种纳米硒的制备方法,包括有以下步骤:
1)称取0.01-2g的亚硒酸盐晶体,加入到1-5ml去离子水、10-30ml稳定剂A和1-5ml稳定剂B的混合液中,搅拌使其充分溶解,得到亚硒酸盐溶液;称取0.5-5g还原剂粉末,使其溶解在去离子水中,得到还原剂溶液; 
2)将得到的还原剂溶液在20-80℃下加入到配好的亚硒酸盐溶液中,然后加入0.5-2ml稳定剂C,搅拌加热至75-100℃,保温15分钟,得到砖红色的纳米硒溶液; 
3)将得到的纳米硒溶液离心,即可得到纳米硒粉体。
2.按权利要求1所述的纳米硒的制备方法,其特征在于所述的的亚硒酸盐为亚硒酸钠、亚硒酸锌或亚硒酸氢钠。
3.按权利要求1或2所述的纳米硒的制备方法,其特征在于所述的还原剂为葡萄糖溶液。
4.按权利要求1或2所述的纳米硒的制备方法,其特征在于所述的稳定剂A为甘油或聚乙二醇、稳定剂B为乙醇、稳定剂C为MPA。
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