CN105951183A - 一种银纳米枝晶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种银纳米枝晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、取铜棒，进行清洗；所述清洗包括如下步骤：在超声波条件下，依次用丙酮，乙醇，2M盐酸，蒸馏水清洗铜棒；b、制备银纳米枝晶，包括如下步骤：（1）室温、搅拌条件下，取一价银盐溶解于蒸馏水中，获得一价银离子浓度为0.01 M-0.1 M的溶液A；（2）取步骤a所得铜棒，向铜棒滴加溶液A，常温条件下反应5-120秒，之后用蒸馏水冲洗铜棒，即获得所述银纳米枝晶。本发明提出一种操作简单、成本低廉的合成Ag纳米枝晶的方法。

Description

一种银纳米枝晶的制备方法
技术领域
本发明属于在铜基底上生长异质结构制备方法。
背景技术
糖尿病是一种由于血糖过度积累然后超标的疾病，具有“沉默的杀手”之称，尤其是成人发病型糖尿病。由于并发症，患糖尿病会减少患者寿命，在日本，四十多岁的男性受影响率非常高（占10％），因此，我们需要尽可能早的检测出血液中过多的葡萄糖并且及时控制其浓度。
电化学传感检测测化学阶段的电荷传输或由电化学反应引起的电特性的变化，根据感应机理，这些电化学传感器要求特殊的电极，测试时，电极与溶液接触并产生于目标分析物的浓度有关的信号，检测到的信号需要放大或信号处理，完成这些功能的电路很方便的与传感器电极整合为一体。
电化学传感器还具有教高灵敏度，最低分析检出限可达10-12mol/L，仪器设备较简单，价格低廉，仪器的调试和操作都较简单，容易实现自动化，需要试剂的量少，可用于微量操作，测量的范围宽，而且有良好的选择性、可靠性和较长的预期寿命。正是由于电化学传感器具有这些优异的特点，使得它应用在很多领域，其中在固态化学传感器领域中应用最广泛，很多固态电化学传感器已经商业化了，比如葡萄糖传感器，在葡萄糖传感器问世之前，患者需采用所谓的“班氏实验尿糖估计法”来指导胰岛素注射量，这一方法相当繁琐，而用电化学葡萄糖传感器来测定人体的血糖就非常方便。
银是一种重要的贵金属材料，迄今为止，已制得的Ag纳米晶体形貌有很多，例如，纳米立方体,纳米板, 纳米线,纳米棒, 纳米颗粒等，在各种特殊纳米结构中，Ag纳米枝晶得到广泛的关注，因为它具有较大的比表面积，可以提供良好的连接，并使这些连接可以在多种应用中起作用，如生物传感器，化学传感器，表面等离子体和超疏水膜, 伴有自组装的分层和重复上层结构的枝状材料等。据报道，目前有许多通过电化学化学和物理方法获得Ag纳米枝晶的方法，截至目前,已经公开了很多银纳米枝晶工艺方法。中国专利CN102181891 A公开了一种用恒电流法制银纳米枝晶的制备方法,中国专利CN 102031539 B公开了一种用电化学还原反应制银纳米枝晶的制备方法,但是方法都比较繁琐，制备过程较为复杂。然而，现有的大多数合成方法需要还原剂，高温或表面活性剂，一些还原剂如硼氢化钠是有毒的，这不仅会对实验人员造成伤害，也会给环境带来危害，所以，我们需要找到一种操作简便、控制精确、成本低、环境友好型的方法。本发明提出一种操作简单、成本低廉的合成Ag 纳米枝晶的方法。
发明内容
基于以上合成的缺陷，本发明提供一种以铜棒为基底，通过调控硝酸银的浓度及反应时间，在常温下直接使银纳米枝晶生长在铜棒上，可用作检测葡萄糖的电极材料。
在此，本发明提供的一种银纳米枝晶的制备方法，包括以下步骤：
a、铜棒的清洗处理工序:
在超声波清洗下依次用丙酮、乙醇、2M盐酸、蒸馏水清洗铜棒；
b、银纳米枝晶制备工序:
在室温下将上述处理好的铜棒放入5mL试管中，滴入一价银盐，在常温下反应5-120秒，用蒸馏水冲洗生长有黑色物质的铜棒，室温干燥，即可，所述的一价银盐的浓度为0.01-0.1M。
本发明是在常温下进行的，耗能低，对环境无污染，符合绿色化学的十二大原则。
本发明中用到的铜棒，由于其良好的导电性，低廉的价格，而可以广泛的用于以铜为基底的各种不同纳米材料的异质结构电极的制备。
对本发明制备的电极进行电化学传感性质的检测，在pH=13的氢氧化钠溶液中检测葡萄糖，其结果表明该电极对葡萄糖确实有很好的电化学催化效果，并且可以直接用作燃料电池。
本发明与现有技术相比，具有重现性高，材料高检测性能,操作简便，耗能低，合成成本低，适合于工业上大规模制备；所制备出的银纳米枝晶拥有较大的比表面积，作为传感器材料可以与待测物充分接触，使电催化反应充分高效。
具体实施方法
以下对本发明的制备过程,方法及电化学应用做进一步的说明：
实施例1
a、铜棒的清洗处理工序:
在超声波清洗下依次用丙酮、乙醇、2M盐酸、蒸馏水清洗铜棒；
b、银纳米枝晶制备工序:
在常温下，将0.85g硝酸银溶解在100ml的蒸馏水里配成0.05M的硝酸银溶液，横截面积为2.5 mm2, 长度为4 cm 清洗好的铜棒，并放入小试管中，取1ml的0.05M硝酸银溶液滴入试管中，在常温下反应50s，蒸馏水冲洗生长有黑色物质的铜棒，自然晾干，即可。
实施例2
a、铜棒的清洗处理工序:
在超声波清洗下依次用丙酮、乙醇、2M盐酸、蒸馏水清洗铜棒；
b、银纳米枝晶制备工序:
在常温下，将0.17g硝酸银溶解在100ml的蒸馏水里配成0.01M的硝酸银溶液，横截面积为2.5 mm2, 长度为4 cm 清洗好的铜棒，并放入小试管中，取1ml的0.01M硝酸银溶液滴入试管中，在常温下反应50s，蒸馏水冲洗生长有黑色物质的铜棒，自然晾干，即可。
所制的银纳米枝晶非常少，还有很多纳米颗粒生成。
实施例3
a、铜棒的清洗处理工序:
在超声波清洗下依次用丙酮、乙醇、2M盐酸、蒸馏水清洗铜棒；
b、银纳米枝晶制备工序:
在常温下，将0.17g硝酸银溶解在100ml的蒸馏水里配成0.01M的硝酸银溶液，横截面积为2.5 mm2, 长度为4 cm 清洗好的铜棒，并放入小试管中，取1ml的0.01M硝酸银溶液滴入试管中，在常温下反应120s，蒸馏水冲洗生长有黑色物质的铜棒，自然晾干，即可。
所制的银纳米枝晶非常非常厚且堆积在一起。
实施例4
a、铜棒的清洗处理工序:
在超声波清洗下依次用丙酮、乙醇、2M盐酸、蒸馏水清洗铜棒；
b、银纳米枝晶制备工序:
在常温下，将0.85g硝酸银溶解在100ml的蒸馏水里配成0.05M的硝酸银溶液，横截面积为2.5 mm2, 长度为4 cm 清洗好的铜棒，并放入小试管中，取1ml的0.05M硝酸银溶液滴入试管中，在常温下反应5s，蒸馏水冲洗生长有黑色物质的铜棒，自然晾干，即可。
所制的产物没有枝晶状，全部是颗粒
实施例5
a、铜棒的清洗处理工序:
在超声波清洗下依次用丙酮、乙醇、2M盐酸、蒸馏水清洗铜棒；
b、银纳米枝晶制备工序:
在常温下，将0.85g硝酸银溶解在100ml的蒸馏水里配成0.05M的硝酸银溶液，横截面积为2.5 mm2, 长度为4 cm 清洗好的铜棒，并放入小试管中，取1ml的0.05M硝酸银溶液滴入试管中，在常温下反应120s，蒸馏水冲洗生长有黑色物质的铜棒，自然晾干，即可。
所制的银纳米枝晶形状与实例3相似。
实施例6
a、铜棒的清洗处理工序:
在超声波清洗下依次用丙酮、乙醇、2M盐酸、蒸馏水清洗铜棒；
b、银纳米枝晶制备工序:
在常温下，将1.7g硝酸银溶解在100ml的蒸馏水里配成0.1M的硝酸银溶液，横截面积为2.5 mm2, 长度为4 cm 清洗好的铜棒，并放入小试管中，取1ml的0.1M硝酸银溶液滴入试管中，在常温下反应50s，蒸馏水冲洗生长有黑色物质的铜棒，自然晾干，即可。
所制的银纳米枝晶形状与实例3相似。
本发明提出一个简单的方法在Cu棒上合成银纳米枝晶，并且得到Ag纳米材料可以直接作为电极。该电极可以在水动力条件下不需要额外的处理就可以有效地进行再生，这表明其再现性好，对葡萄糖有较好的电氧化能力也证明并表现出了电极优异的性能，所以银纳米枝晶具有在一些新颖的电化学传感器和其他一些电子设备中的应用潜力。

Claims (8)

1.一种银纳米枝晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、取铜棒，进行清洗；所述清洗包括如下步骤：在超声波条件下，依次用丙酮，乙醇，2M盐酸，蒸馏水清洗铜棒；
b、制备银纳米枝晶，包括如下步骤：
（1）室温、搅拌条件下，取一价银盐溶解于蒸馏水中，获得一价银离子浓度为0.01 M-0.1 M的溶液A；
（2）取步骤a所得铜棒，向铜棒滴加溶液A，常温条件下反应5-120秒，之后用蒸馏水冲洗铜棒，即获得所述银纳米枝晶。
2.如权利要求1所述的银纳米枝晶的制备方法，其特征是，所述一价银盐为AgNO3。
3.如权利要求1所述的银纳米枝晶的制备方法，其特征是，所述溶液A中一价银离子浓度为0.01 M。
4.如权利要求1所述的银纳米枝晶的制备方法，其特征是，所述溶液A中一价银离子浓度为0.05 M。
5.如权利要求1所述的银纳米枝晶的制备方法，其特征是，所述溶液A中一价银离子浓度为0.1 M。
6.如权利要求1所述的银纳米枝晶的制备方法，其特征是，步骤b中，所述常温条件下反应的时间为5秒。
7.如权利要求1所述的银纳米枝晶的制备方法，其特征是，步骤b中，所述常温条件下反应的时间为50秒。
8.如权利要求1所述的银纳米枝晶的制备方法，其特征是，步骤b中，所述常温条件下反应的时间为120秒。
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