CN105234426B - 一种超细纳米银的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于抗菌水的超细纳米银的制备方法，该方法是利用聚乙烯醇或聚乙二醇作为分散剂，甲酸铵作为还原剂，通过化学还原法制备超细银颗粒。本发明的优点在于：超细银颗粒的制备方法简单，无污染，易于调控银的尺寸及表面特性。所得的银颗粒在去离子水中分散性好，银颗粒在8000转/分钟离心即可分离。本发明可以快速、高效、低成本的获得纳米银颗粒的粉体和水溶液，使其应用范围得到提高，如可用于太阳电池电极浆料、抗菌水等。

Description

一种超细纳米银的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料的制备领域，具体为一种超细纳米银颗粒的制备技术。
背景技术
超细纳米银颗粒由于具有特殊的性能，在抗菌材料、电子仪器的电极、太阳电池电极银浆等领域具有非常广阔的应用前景。目前纳米银粉的合成方法有电解法、溶剂热法、微波法、软模板法、光学还原法、化学还原法，其中化学液相还原法由于成本低，合成工艺简单在工业应用领域得到了普遍应用。化学液相还原法制备银粉的工艺多种多样，通过调控各种影响因素如反应物浓度、还原剂种类、表面活性剂种类、pH值、温度等，提出了多种形貌、粒度等纳米颗粒的制备方法。目前常用的银前驱体为硝酸银或氯化银（复旦大学杨振国等人，公开号101869988A），然而硝酸银前驱体需先溶解于氨水形成银氨溶液，该过程会产生有毒的亚硝酸气体，因此用硝酸银作为制备银粉的原料时，易对环境造成污染；西本大梦等人提出用氯化银代替硝酸银前驱体（公开号104185523A）制备银粉，但是氯化银需要避光储存，限制了其大规模生产的前景。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种简单可行的还原法制备超细银粉，通过特殊的制备方法，使用特殊的原料配比和添加顺序，在较低温度下合成超细银颗粒，该方法使用稳定性好的硝酸银前驱体，无需将硝酸银溶于氨水中，解决了用氨水溶解硝酸银或氯化银前驱体过程易产生有毒物质、氨水刺激性强等问题，制备方法简单，可重复性好，亦可批量生产，制备的银颗粒粒径均匀，分散性好。
一种超细纳米银的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：制备银前驱体：
将硝酸银溶解在去离子水中制得浓度为0.2-0.5mol/L的银溶液；
配制浓度为5-8g/L的分散剂溶液，取15mL银溶液和分散剂溶液，混合，搅拌制得溶液A；
步骤二：制备还原剂溶液：
配制浓度为0.2-0.5mol/L的甲酸铵的水溶液，取甲酸铵溶液和步骤一所得分散剂溶液，混合搅拌制得溶液B；
步骤三：将A滴加到B中，室温搅拌0.5-2小时后置于反应釜中，110-130℃反应3小时，即可得到超细银粉水溶液。
步骤一所述的分散剂为聚乙烯醇或聚乙二醇，分散剂的用量占硝酸银质量的5wt%-9wt%。
步骤二所述的分散剂的体积为1-2mL。
硝酸银和甲酸铵的摩尔比为1:1.5-1:4。
步骤三所述的溶液A滴加到溶液B中的滴加速度为1-2滴/s。
本发明的优点在于：本发明利用硝酸银直接溶解在去离子水中做前驱体，制备过程无需使用氨水制备银氨溶液，无废弃物排出，绿色环保；反应过程简单，可操作性强，易于大规模推广；本发明制备的银颗粒粒径小，简单易用，杀菌效果好；此外还可以用于制备太阳能电池电极银浆，以期提高光伏器件的转换效率和降低成本。
附图说明
图1为本发明的超细银粉的SEM图；
图2为本发明的超细银粉的粒度分布图。
具体实施方式
实施例1：
称取0.05g的聚乙烯醇，溶解在10mL去离子水中；
称取3mmol的硝酸银，溶解在15mL去离子水中，将硝酸银溶液与8mL聚乙烯醇溶液混合搅拌均匀，制得溶液A；称取6mmol的甲酸铵，溶解在20mL去离子水中，与2mL聚乙烯醇溶液混合搅拌均匀，制得溶液B；以1滴/s的速度将A滴加到B中，室温搅拌2小时后置于反应釜中，120℃反应2小时后即可得到超细银粉水溶液，离心，将所得沉淀溶于去离子水备用。
图1是本实施例制备的银粉的SEM图，由图可以看出，纳米颗粒尺寸在50-100 nm之间均匀分布。银颗粒浓度为25ppm时杀菌率达到99.999%。
实施例2：
称取0.07g的聚乙二醇，溶解在10mL去离子水中；
称取5mmol的硝酸银，溶解在15mL去离子水中，将硝酸银溶液与9mL聚乙二醇溶液混合搅拌均匀，制得溶液A；称取8mmol的甲酸铵，溶解在20mL去离子水中，与1mL聚乙二醇溶液混合搅拌均匀，制得溶液B；以1滴/s的速度将A滴加到B中，室温搅拌2小时后置于反应釜中，120℃反应2小时后即可得到超细银粉水溶液，离心，将所得沉淀溶于去离子水备用。
图2是本实施例制备的银粉的粒度分布图，由图可以看出，纳米银粉尺寸分布均匀，分散性好，银颗粒浓度为25ppm时杀菌率达到99.998%。
实施例3：
称取0.12g的聚乙二醇，溶解在15mL去离子水中；
称取7mmol的硝酸银，溶解在15mL去离子水中，将硝酸银溶液与13mL聚乙二醇溶液混合搅拌均匀，制得溶液A；称取20mmol的甲酸铵，溶解在20mL去离子水中，与2mL聚乙二醇溶液混合搅拌均匀，制得溶液B；以1滴/s的速度将A滴加到B中，室温搅拌2小时后置于反应釜中，110℃反应2小时后即可得到超细银粉水溶液，离心，将所得沉淀溶于去离子水备用。
银颗粒浓度为30ppm时杀菌率达到99.999%。

Claims (1)

1.一种超细纳米银的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：制备银前驱体：
将硝酸银溶解在去离子水中制得浓度为0.2-0.5mol/L的银溶液；
配制浓度为5-8g/L的分散剂溶液，取15mL银溶液和分散剂溶液，混合，搅拌制得溶液A；
步骤二：制备还原剂溶液：
配制浓度为0.2-0.5mol/L的甲酸铵的水溶液，取甲酸铵溶液和步骤一所得分散剂溶液，混合搅拌制得溶液B；
步骤三：将A滴加到B中，室温搅拌0.5-2小时后置于反应釜中，110-130℃反应3小时，即可得到超细银粉水溶液；
步骤一所述的分散剂为聚乙烯醇或聚乙二醇，分散剂的用量占硝酸银质量的5wt%-9wt%；
步骤二所述的分散剂的体积为1-2mL；
硝酸银和甲酸铵的摩尔比为1:1.5-1:4；
步骤三所述的溶液A滴加到溶液B中的滴加速度为1-2滴/s。
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