CN104828773A - 一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法 - Google Patents

一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104828773A
CN104828773A CN201510140376.7A CN201510140376A CN104828773A CN 104828773 A CN104828773 A CN 104828773A CN 201510140376 A CN201510140376 A CN 201510140376A CN 104828773 A CN104828773 A CN 104828773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver
polypyrrole
shell structure
colored
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510140376.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104828773B (zh
Inventor
张小俊
胡晴晴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Normal University
Original Assignee
Anhui Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Normal University filed Critical Anhui Normal University
Priority to CN201510140376.7A priority Critical patent/CN104828773B/zh
Publication of CN104828773A publication Critical patent/CN104828773A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104828773B publication Critical patent/CN104828773B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B1/002Devices comprising flexible or deformable elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0004Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of nanostructural devices or systems or methods for manufacturing the same
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009Forming specific nanostructures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009Forming specific nanostructures
    • B82B3/0033Manufacture or treatment of substrate-free structures, i.e. not connected to any support
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/48Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法,聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线,包括三层结构,第一层为光滑、均一的银纳米线,第二层为紧密包裹在银纳米线表面的硫化银小颗粒,第三层为在银硫化银核壳结构纳米线表面电沉积的聚吡咯。制备方法包括以下步骤:(1)合成Ag纳米线;(2)制备AgAg2S纳米线;(3)制备聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线。利用两步刻蚀法首次合成出银硫化银核壳结构纳米线。耦合银硫化银纳米线与聚吡咯,构建了一个新颖高效的光电化学传感器平台。银纳米线核可以快速的转移电子并有效的阻碍电子与空穴的重组。聚吡咯拓宽了电极对可见光的吸收范围,提高光电流转化效率。

Description

一种聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法
技术领域
本发明属于聚合物/金属金属半导体核壳纳米异质结构的合成方法领域,具体涉及一种聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法。
背景技术
金属基半导体纳米材料,在光电催化、光降解、能量转化等领域受到众多的关注。由于大多数半导体光催化剂受制于其对可见光区的低吸收效率或其低的电荷转移能力。为了克服这些困难,金属-半导体异质材料应运而生。
金属-半导体异质光催化剂能够有效地提高光催化效率,因为金属异质材料能够加快电子转移速度,疏散半导体材料表面的电荷并且有效的阻碍电子与空穴的重组。因其优越的光催化性能和银卓越的电子转移、运输能力,金属-半导体异质银硫化银纳米线材料得到广泛的关注。并且硫化银纳米颗粒均匀的分布在银纳米线的表面,可以加速材料表面电子的转移,有效的阻碍电子与空穴的重组。然而,硫化银的宽能带限制了其对可见光的吸收,降低了对太阳光的利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法,具体技术方案如下:
一种聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线,包括三层结构,第一层为光滑、均一的银纳米线,第二层为紧密包裹在银纳米线表面的硫化银小颗粒,第三层为在银硫化银核壳结构纳米线表面电沉积的聚吡咯。
进一步地,所述银纳米线直径为20-30纳米,和/或,所述聚吡咯对可见光吸收系数大、导电性好。
上述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,包括以下步骤:
(1)合成Ag纳米线;
(2)制备AgAg2S纳米线;
(3)制备聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线。
进一步地,步骤(1)采用多元醇还原法制备:
(1-1)将含有聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇加入到小烧杯中;
(1-2)将其放在磁力搅拌器上搅拌;
(1-3)向烧瓶中逐滴加入AgNO3的乙二醇溶液,并加入一滴AgCl的澄清液;
(1-4)将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在油浴锅里继续加热搅拌;
(1-5)产物分别用丙酮、二次水离心清洗。
进一步地,步骤(2)中,将先前合成出的Ag纳米线加入到Na2S溶液中,反应在室温下放置一段时间,产物用乙醇、二次水分别离心清洗三遍。
进一步地,步骤(3)中聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线修饰电极采用如下步骤制备:(3-1)准备AgAg2S纳米线修饰的玻碳电极;
(3-2)将玻碳电极超声清洗洁净后在室温下干燥;
(3-3)将事先制备好的AgAg2S纳米线溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,超声分散后滴到玻碳电极上;
(3-4)干燥后得到AgAg2S纳米线修饰的玻碳电极;
(3-5)用循环伏安扫描方法在修饰后的电极表面上包裹上一层聚吡咯薄膜,得到聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线。
进一步地,刻蚀时间为0-48小时,循环伏安扫描圈数为4-18圈。
进一步地,
步骤(1-1)中,聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液质量浓度为0.015-0.025g/mL;
步骤(1-2)中,搅拌20min;
步骤(1-3)中采用浓度为0.1-0.2mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液;
步骤(1-4)中,搅拌30min;
步骤(1-5)中,先用丙酮离心清洗3次,再用二次水离心清洗3次。
进一步地,步骤(2)中,采用0.001-0.01M的Na2S溶液,银纳米线在Na2S溶液的浓度1.0-1.5M,反应在室温下放置4-48h,产物用乙醇、二次水分别离心清洗3次。
上述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的用途,作为光电化学传感器,用于对焦棓酸进行光电化学检测。
与目前现有技术相比,本发明利用两步刻蚀法首次合成出银硫化银核壳结构纳米线。耦合银硫化银纳米线与聚吡咯,构建了一个新颖高效的光电化学传感器平台。银纳米线核可以快速的转移电子并有效的阻碍电子与空穴的重组。聚吡咯拓宽了电极对可见光的吸收范围,提高光电流转化效率。通过对焦棓酸的检测,聚吡咯/银硫化银光电化学传感器表现出响应快速、灵敏度高、选择性好等优点。所设计的聚吡咯/银硫化银光电化学传感器在光电化学传感器的发展中有着潜在的应用潜能。
附图说明
图1为实施例1制备的银纳米线的扫描电子显微镜SEM图;
图2为实施例1制备的银硫化银的扫描电子显微镜SEM图;
图3为实施例1制备的银纳米线和银硫化银异质结构纳米线的XRD图;
图4为实施例1制备的聚吡咯/银硫化银异质电极与银硫化银材料电极的电化学阻抗图;
图5为实施例1制备的聚吡咯/银硫化银异质电极与银硫化银材料电极对焦棓酸进行光电化学检测的光电流响应图;
曲线a0为实施例1银硫化银材料电极在pH=7.4的磷酸缓冲溶液中未加焦棓酸的光电流响应曲线;
曲线b0为实施例1聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极在pH=7.4的磷酸缓冲溶液中未加焦棓酸的光电流响应曲线;
曲线a1为实施例1制备的银硫化银材料电极在pH=7.4的磷酸缓冲溶液中加入100μM焦棓酸的光电流响应曲线;
曲线b1为实施例1制备的聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极在在pH=7.4的磷酸缓冲溶液中加入100μM焦棓酸的光电流响应曲线;
图6为实施例1制备的聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极在加入不同焦棓酸时的光电流响应曲线;
图7为实施例1制备的聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极的光电流与焦棓酸浓度的线性关系。
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述,其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
在一个实施例中,提供一种聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线的制备方法,包括以下步骤:(a)Ag纳米线的合成。Ag纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,是将含有聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇加入到小烧杯中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌。然后,向烧瓶中逐滴加入AgNO3的乙二醇溶液,并加入一滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在油浴锅里继续加热搅拌。产物分别用丙酮、二次水离心清洗。(b)AgAg2S纳米线的制备。将先前合成出的Ag纳米线加入到Na2S溶液中,反应在室温下放置一段时间,产物用乙醇、二次水分别离心清洗三遍。(c)聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线的制备。聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线修饰电极是由以下几步制备的:首先,准备AgAg2S纳米线修饰的玻碳电极。将玻碳电极超声清洗洁净后在室温下干燥,将事先制备好的AgAg2S纳米线溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,超声分散后滴到玻碳电极上,干燥后得到AgAg2S纳米线修饰的玻碳电极。随后,用循环伏安扫描方法在修饰后的电极表面上包裹上一层聚吡咯薄膜,得到聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线。刻蚀时间为0-48小时,循环伏安扫描圈数为4-18圈。
在另一实施例中,一种聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线,有三层结构。第一层为光滑、均一的银纳米线,直径为20-30纳米;第二层为紧密包裹在银纳米线表面的硫化银小颗粒;第三层为在银硫化银核壳结构纳米线表面电沉积的对可见光吸收系数大、导电性好的聚吡咯。聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,包括以下步骤:(a)银纳米线的制备:将质量浓度为0.015-0.025g/mL的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液加入到小烧杯中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入浓度为0.1-0.2mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,并加入一滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在油浴锅里继续加热搅拌30min。得到产物先用丙酮离心清洗3次,再用二次水离心清洗3次,得到银纳米线。(b)银硫化银纳米线的制备:将步骤(a)制备的银纳米线加入到0.001-0.01M的Na2S溶液(银纳米线在Na2S溶液的浓度1.0-1.5M)中。反应在室温下放置4-48h。产物用乙醇、二次水分别离心清洗3次,得到银硫化银纳米线。(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备:将银硫化银纳米线修饰在玻碳电极上,与铂辅助电极和银氯化银参比电极组成三电极系统,在10-15mM吡咯和0.1-0.15M NaClO4溶液中利用循环伏安法,电压范围从-0.6V到0.8V,扫速为0.05-0.1V/s,做6个循环,得到的电极称为聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极。所述银硫化银纳米线修饰的玻碳电极制备方法为:玻碳电极超声清洗洁净后在室温下干燥,将步骤(b)制备的银硫化银纳米线溶解在N,N-二甲基甲酰胺中(银硫化银纳米线在N,N-二甲基甲酰胺的浓度5-10M)超声分散15min后用移液枪吸取10微升溶液滴到玻碳电极上,干燥后得到银硫化银纳米线修饰的玻碳电极,为银硫化银材料电极。在银硫化银玻碳电极上电聚合上一层聚吡咯后,电极的阻抗显著降低,表明聚吡咯/银硫化银电极成功制备。
实施例1
(a)银纳米线的合成
银纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,将聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为0.02g/ml的15ml的乙二醇溶液加入到小烧瓶中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入5ml浓度为0.13mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,加入一滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在170℃油浴锅里继续加热搅拌30min。得到银纳米线产物先用丙酮清洗三遍,以除去乙二醇和剩余的聚乙烯吡咯烷酮,然后用二次水清洗三遍以除去丙酮,离心机的转速为2000转/分钟,不宜过大。
(b)银硫化银纳米线的制备
将步骤(a)制备的银纳米线加入到2ml 0.005M的Na2S溶液中,反应在室温下放置12h。产物用乙醇、二次水分别离心清洗3次,得到银硫化银纳米线。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
将玻碳电极超声清洗洁净后在室温下干燥,将事先制备好的银硫化银纳米线溶解在5ml的N,N-二甲基甲酰胺中,超声分散15min后用微升注射器吸取10微升溶液滴到玻碳电极上,干燥后得到银硫化银纳米线修饰的玻碳电极。随后,再在修饰后的电极表面上包裹上一层聚吡咯薄膜。聚吡咯/银硫化银纳米线修饰的玻碳电极是将Ag/AgCl参比电极,铂辅助电极和银硫化银纳米线修饰的玻碳电极组成的三电极系统在10mM吡咯和0.15M NaClO4溶液中利用循环伏安法,电压范围从-0.6V到0.8V,扫速为0.05V/s,做六个循环。这步得到的电极称为聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线修饰电极。
图1、2为本实施案例所制得的Ag和银硫化银纳米线的扫描电子显微镜SEM图,图4为聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线修饰电极与银硫化银材料电极的电化学阻抗图。在银硫化银玻碳电极上电聚合上一层聚吡咯后,电极的阻抗显著降低,表明聚吡咯/银硫化银电极成功制备。
实施例2
(a)银纳米线的合成
银纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,将聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为0.015g/ml的15ml的乙二醇溶液加入到小烧瓶中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入5ml浓度为0.13mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,加入一滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在170℃油浴锅里继续加热搅拌30min。得到银纳米线产物先用丙酮清洗三遍,以除去乙二醇和剩余的聚乙烯吡咯烷酮,然后用二次水清洗三遍以除去丙酮,离心机的转速为2000转/分钟,不宜过大。
(b)银硫化银 纳米线的制备
具体操作与实施例1中(b)银硫化银纳米线的制备相同。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例3
(a)银纳米线的合成
银纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,将聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为0.025g/ml的15ml的乙二醇溶液加入到小烧瓶中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入5ml浓度为0.13mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,加入一滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在170℃油浴锅里继续加热搅拌30min。得到银纳米线产物先用丙酮清洗三遍,以除去乙二醇和剩余的聚乙烯吡咯烷酮,然后用二次水清洗三遍以除去丙酮,离心机的转速为2000转/分钟,不宜过大。
(b)银硫化银纳米线的制备
具体操作与实施例1中(b)银硫化银纳米线的制备相同。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例4
(a)银纳米线的合成
银纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,将聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为0.02g/ml的15ml的乙二醇溶液加入到小烧瓶中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入5ml浓度为0.1mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,加入一滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在170℃油浴锅里继续加热搅拌30min。得到银纳米线产物先用丙酮清洗三遍,以除去乙二醇和剩余的聚乙烯吡咯烷酮,然后用二次水清洗三遍以除去丙酮,离心机的转速为2000转/分钟,不宜过大。
(b)银硫化银纳米线的制备
具体操作与实施例1中(b)银硫化银纳米线的制备相同。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例5
(a)银纳米线的合成
银纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,将聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为0.02g/ml的15ml的乙二醇溶液加入到小烧瓶中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入5ml浓度为0.2mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,加入一滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在170℃油浴锅里继续加热搅拌30min。得到银纳米线产物先用丙酮清洗三遍,以除去乙二醇和剩余的聚乙烯吡咯烷酮,然后用二次水清洗三遍以除去丙酮,离心机的转速为2000转/分钟,不宜过大。
(b)银硫化银纳米线的制备
具体操作与实施例1中(b)银硫化银纳米线的制备相同。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例6
(a)银纳米线的合成
银纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,将聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为0.02g/ml的15ml的乙二醇溶液加入到小烧瓶中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入5ml浓度为0.13mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,加入半滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在170℃油浴锅里继续加热搅拌30min。得到银纳米线产物先用丙酮清洗三遍,以除去乙二醇和剩余的聚乙烯吡咯烷酮,然后用二次水清洗三遍以除去丙酮,离心机的转速为2000转/分钟,不宜过大。
(b)银硫化银纳米线的制备
具体操作与实施例1中(b)银硫化银纳米线的制备相同。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例7
(a)银纳米线的合成
银纳米线是通过一种改进的多元醇还原法制备的,将聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为0.02g/ml的15ml的乙二醇溶液加入到小烧瓶中,并将其放在磁力搅拌器上搅拌20min。然后,向烧瓶中逐滴加入5ml浓度为0.13mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液,加入两滴AgCl的澄清液。将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在170℃油浴锅里继续加热搅拌30min。得到银纳米线产物先用丙酮清洗三遍,以除去乙二醇和剩余的聚乙烯吡咯烷酮,然后用二次水清洗三遍以除去丙酮,离心机的转速为2000转/分钟,不宜过大。
(b)银硫化银纳米线的制备
具体操作与实施例1中(b)银硫化银纳米线的制备相同。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例8
(a)银纳米线的合成
具体操作与实施例1中(a)银纳米线的合成相同。
(b)银硫化银纳米线的制备
将步骤(a)制备的银纳米线加入到2ml 0.001M的Na2S溶液中,反应在室温下放置12h。产物用乙醇、二次水分别离心清洗3次,得到银硫化银纳米线。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例9
(a)银纳米线的合成
具体操作与实施例1中(a)银纳米线的合成相同。
(b)银硫化银纳米线的制备
将步骤(a)制备的银纳米线加入到2ml 0.01M的Na2S溶液中,反应在室温下放置12h。产物用乙醇、二次水分别离心清洗3次,得到银硫化银纳米线。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例10
(a)银纳米线的合成
具体操作与实施例1中(a)银纳米线的合成相同。
(b)银硫化银纳米线的制备
将步骤(a)制备的银纳米线加入到2ml 0.005M的Na2S溶液中,反应在室温下放置4h。产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗3次,得到银硫化银纳米线。缩短刻蚀时间,Ag纳米线表面包裹的Ag2S颗粒较少。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例11
(a)银纳米线的合成
具体操作与实施例1中(a)银纳米线的合成相同。
(b)银硫化银纳米线的制备
将步骤(a)制备的银纳米线加入到2ml 0.005M的Na2S溶液中,反应在室温下放置48h。产物用乙醇、二次水分别离心清洗3次,得到银硫化银纳米线。
(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备
具体操作与实施例1中(c)聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备相同。
实施例12(光电化学应用)
将实施例1制备好聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极,与铂辅助电极、Ag/AgCl参比电极组成的三电极系统以pH=7.4的磷酸缓冲溶液作为电解质,对焦棓酸进行光电化学检测。
取5mL pH=7.4的磷酸缓冲溶液作为电解质放入电解槽中,将实施例1中制备的聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极作为工作电极,连接好三电极体系,引入可见光,设定好相关参数,在未加入焦棓酸时测循环伏安曲线(图5中曲线b0),而后加入100μM焦棓酸,测量得图5中曲线b1。比较曲线b0和b1可发现,在有可见光激发,电势为0V时有相应的较大光电流变化,说明该电极对焦棓酸有光电化学响应。在连续加入不同浓度的焦棓酸,聚吡咯/银硫化银异质电极的光电流响应曲线如图6,说明响应光电流与焦棓酸浓度呈线性关系。在0V电势及可见光激发下光电传感器对焦棓酸的检测范围为20到300μM,检测线低至2μM,表明该电极可以作为焦棓酸的光电化学传感器。
为了验证聚吡咯能够有效提高光电流,本发明提供了对比实验。即将银硫化银材料电极作为工作电极检测焦棓酸,在加入100μM焦棓酸后得图5中曲线a1,比较a1与b1银硫化银,不难看出聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线修饰电极的光电流比银硫化银材料电极高得多。这清楚地证明本发明提供的聚吡咯/银硫化银纳米线异质电极能够有效提高光电流。
本发明现有技术相比,利用两步刻蚀法首次合成出AgAg2S核壳纳米线结构。耦合AgAg2S纳米线与聚吡咯,构建了一个新颖高效的光电化学传感器平台。Ag纳米线核可以快速的转移电子并有效的阻碍电子与空穴的重组。聚吡咯拓宽了电极对可见光的吸收范围,提高光电流转化效率。通过对焦棓酸的检测,聚吡咯/AgAg2S光电化学传感器表现出响应快速、灵敏度高、选择性好等优点。所设计的聚吡咯/AgAg2S光电化学传感器在光电化学传感器的发展中有着潜在的应用潜能。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线,其特征在于,包括三层结构,第一层为光滑、均一的银纳米线,第二层为紧密包裹在银纳米线表面的硫化银小颗粒,第三层为在银硫化银核壳结构纳米线表面电沉积的聚吡咯。
2.如权利要求1所述的聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线,其特征在于,所述银纳米线直径为20-30纳米。
3.如权利要求1或2所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)合成Ag纳米线;
(2)制备AgAg2S纳米线;
(3)制备聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线。
4.如权利要求3所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,其特征在于,步骤(1)采用多元醇还原法制备:
(1-1)将含有聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇加入到小烧杯中;
(1-2)将其放在磁力搅拌器上搅拌;
(1-3)向烧瓶中逐滴加入AgNO3的乙二醇溶液,并加入一滴AgCl的澄清液;
(1-4)将小烧杯中的溶液倒入圆底烧瓶内,并放在油浴锅里继续加热搅拌;
(1-5)产物分别用丙酮、二次水离心清洗。
5.如权利要求3或4所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,将先前合成出的Ag纳米线加入到Na2S溶液中,反应在室温下放置一段时间,产物用乙醇、二次水分别离心清洗三遍。
6.如权利要求3-5中任一项所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,其特征在于,步骤(3)中聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线修饰电极采用如下步骤制备:
(3-1)准备AgAg2S纳米线修饰的玻碳电极;
(3-2)将玻碳电极超声清洗洁净后在室温下干燥;
(3-3)将事先制备好的AgAg2S纳米线溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,超声分散后滴到玻碳电极上;
(3-4)干燥后得到AgAg2S纳米线修饰的玻碳电极;
(3-5)用循环伏安扫描方法在修饰后的电极表面上包裹上一层聚吡咯薄膜,得到聚吡咯/AgAg2S核壳结构纳米线。
7.如权利要求3-6中任一项所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,其特征在于,刻蚀时间为0-48小时,循环伏安扫描圈数为4-18圈。
8.如权利要求3-7中任一项所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,其特征在于,
步骤(1-1)中,聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液质量浓度为0.015-0.025g/mL;
步骤(1-2)中,搅拌20min;
步骤(1-3)中采用浓度为0.1-0.2mol/L的硝酸盐的乙二醇溶液;
步骤(1-4)中,搅拌30min;
步骤(1-5)中,先用丙酮离心清洗3次,再用二次水离心清洗3次。
9.如权利要求3-8中任一项所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,采用0.001-0.01M的Na2S溶液,银纳米线在Na2S溶液的浓度1.0-1.5M,反应在室温下放置4-48h,产物用乙醇、二次水分别离心清洗3次。
10.如权利要求1或2所述聚吡咯/银硫化银核壳结构纳米线的用途,其特征在于,作为光电化学传感器,用于对焦棓酸进行光电化学检测。
CN201510140376.7A 2015-03-28 2015-03-28 一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线的制备方法以及用途 Expired - Fee Related CN104828773B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510140376.7A CN104828773B (zh) 2015-03-28 2015-03-28 一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线的制备方法以及用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510140376.7A CN104828773B (zh) 2015-03-28 2015-03-28 一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线的制备方法以及用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104828773A true CN104828773A (zh) 2015-08-12
CN104828773B CN104828773B (zh) 2017-03-29

Family

ID=53807039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510140376.7A Expired - Fee Related CN104828773B (zh) 2015-03-28 2015-03-28 一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线的制备方法以及用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104828773B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107857235A (zh) * 2017-11-14 2018-03-30 复旦大学 一种核壳结构纳米线的高效制备方法
CN108405878A (zh) * 2018-03-30 2018-08-17 南开大学 一种可控结构的纳米银线负载硫化银材料的制备方法
CN108752905A (zh) * 2018-05-04 2018-11-06 南京恒新新材料有限公司 一种基于银@聚吡咯核壳纳米纤维的复合吸波材料及其制备方法
CN107941871B (zh) * 2017-11-04 2020-01-10 安徽师范大学 一种聚吡咯/银@溴化银核壳纳米线阵列材料、制备方法及其应用
US20220091064A1 (en) * 2020-08-28 2022-03-24 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Silver-silver sulfide reference electrode

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102412400A (zh) * 2011-09-27 2012-04-11 武汉理工大学 银钒氧化物/聚合物三同轴纳米线及其制备方法和应用
CN104034775A (zh) * 2014-06-27 2014-09-10 安徽师范大学 一种聚吡咯/银@氯化银核壳结构纳米线、制备方法及其应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102412400A (zh) * 2011-09-27 2012-04-11 武汉理工大学 银钒氧化物/聚合物三同轴纳米线及其制备方法和应用
CN104034775A (zh) * 2014-06-27 2014-09-10 安徽师范大学 一种聚吡咯/银@氯化银核壳结构纳米线、制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯秀梅: "金属、半导体同质结/异质结纳米材料的液相合成及其表征", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107941871B (zh) * 2017-11-04 2020-01-10 安徽师范大学 一种聚吡咯/银@溴化银核壳纳米线阵列材料、制备方法及其应用
CN107857235A (zh) * 2017-11-14 2018-03-30 复旦大学 一种核壳结构纳米线的高效制备方法
CN107857235B (zh) * 2017-11-14 2019-05-31 复旦大学 一种核壳结构纳米线的高效制备方法
CN108405878A (zh) * 2018-03-30 2018-08-17 南开大学 一种可控结构的纳米银线负载硫化银材料的制备方法
CN108405878B (zh) * 2018-03-30 2021-10-15 南开大学 一种可控结构的纳米银线负载硫化银材料的制备方法
CN108752905A (zh) * 2018-05-04 2018-11-06 南京恒新新材料有限公司 一种基于银@聚吡咯核壳纳米纤维的复合吸波材料及其制备方法
CN108752905B (zh) * 2018-05-04 2021-04-27 南京恒新新材料有限公司 一种基于银@聚吡咯核壳纳米纤维的复合吸波材料的制备方法
US20220091064A1 (en) * 2020-08-28 2022-03-24 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Silver-silver sulfide reference electrode
US11977047B2 (en) * 2020-08-28 2024-05-07 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Silver-silver sulfide reference electrode

Also Published As

Publication number Publication date
CN104828773B (zh) 2017-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104034775B (zh) 一种聚吡咯/银@氯化银核壳结构纳米线、制备方法及其应用
Tang et al. An all-weather solar cell that can harvest energy from sunlight and rain
CN104828773A (zh) 一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法
Ren et al. Highly efficient polypyrrole sensitized TiO2 nanotube films for photocathodic protection of Q235 carbon steel
CN103903861B (zh) 金属硫化物与石墨烯复合材料对电极及其制备方法和应用
Wei et al. Hybridized mechanical and solar energy-driven self-powered hydrogen production
Zhang et al. Graphene enabled all-weather solar cells for electricity harvest from sun and rain
CN106591878B (zh) 一种多级结构ZnO@Au@ZIF-8复合光电极的构筑及应用
Huang et al. Carbon nanotube counter electrode for high-efficient fibrous dye-sensitized solar cells
CN106328384B (zh) 碳量子点-聚苯胺/碳纤维一体化复合材料及其制备方法和应用
CN107833752B (zh) 一种用于染料敏化太阳能电池对电极的材料及其制备方法
CN107170589B (zh) 一种MnO2系三元复合超级电容器电极材料的制备方法
CN104465126B (zh) 一种耐腐蚀导电性高的复合集流体及其制造方法
CN105803509B (zh) 一种纳米氧化铜的电化学制备方法
Qian et al. Facile synthesis of sub-10 nm ZnS/ZnO nanoflakes for high-performance flexible triboelectric nanogenerators
CN107863538A (zh) 一种用于乙醇催化的电极及其应用
CN109786135A (zh) 一种氧化铜@钼酸镍/泡沫铜复合电极材料及其制备方法
CN103560014A (zh) 染料敏化电池用对电极、其制备方法及染料敏化电池
CN102731781B (zh) 一种制备聚吡咯-氧化锌纳米复合材料的方法
CN108221028A (zh) 一种银载体上纳米银涂层的原位电化学制备方法
CN105506726B (zh) 一种银的纳米薄膜的原位电化学制备方法
CN104240961B (zh) 一种染料敏化太阳电池的对电极及其制备
CN104894630A (zh) 一种离子液体电沉积制备三维锗/碳纳米复合薄膜的方法
WO2010098464A1 (ja) ヘテロpn接合半導体とその製造方法
CN109786725A (zh) 独立自支撑正极材料及其制备方法以及铝离子电池及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170329

Termination date: 20190328