CN106041118A - 一种Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,包括以下步骤:(1)Ag纳米线的合成:将含有1.1 g聚乙烯吡咯烷酮的15 ml的有机溶剂加入到三颈烧瓶中,并将其在140°C的油浴锅中加热5 min,然后,向三颈烧瓶中加入2 ml含有0.05M AgNO3的乙二醇共热,整个过程都需要搅拌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,然后用蒸馏水清洗三遍以除去丙酮,得到Ag纳米线;(2)Ag@AgCl纳米线的制备:将步骤一合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置一定时间后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,得到Ag@AgCl核壳纳米线。本发明现有技术相比,利用两步刻蚀法首次合成出Ag@AgCl核壳纳米线结构。
Description
技术领域
本发明属于金属@金属半导体核壳纳米异质结构的合成方法领域,特别涉及到一种银@氯化银核壳纳米线的制备方法。
背景技术
金属基半导体纳米材料,在光催化、电催化、能量转化等领域受到众多的关注。因为大多数半导体光催化材料对可见光的吸收效率低,为了解决这一问题,金属-半导体异质材料应运而生。金属-半导体异质材料能够有效地提高材料工作效率,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。Ag具有优越的导电、导热性能,其次,AgCl还具有很好的光催化性能。此外,AgCl在降解水中有机物是具有速度快、稳定性好的特点。将银作为AgCl材料的内核可以加速电子、光电子的转移,从而提高材料的性能。Ag@AgCl材料已得到广泛的研究和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法。
本发明解决技术问题的技术方案为:一种Ag@AgCl核壳纳米线结构制备方法,包括以下步骤:
(1) Ag纳米线的合成
Ag纳米线的制备,简单的说,是将含有1.1 g聚乙烯吡咯烷酮的15 ml的有机溶剂加入到三颈烧瓶中,并将其在140 °C的油浴锅中加热5 min,然后,向三颈烧瓶中加入2 ml含有0.05 M AgNO3的乙二醇共热一段时间,整个过程都需要搅拌,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,然后用蒸馏水清洗三遍以除去丙酮;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置一定时间后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,得到Ag@AgCl核壳纳米线。
Fe3+片在Ag@AgCl核壳纳米线的制备过程中的作用至关重要,可以有下面的反应方程式来说明:
Fe3++ Ag → Ag+ + Fe2+
Ag+ + Cl- → AgCl
在水溶液Fe3+可以将Ag氧化成Ag+,Ag+进一步与Cl- 结合最终生成AgCl小颗粒。(AgCl的沉淀溶解平衡常数为1.8 × 10-10)AgCl/Ag 和 Fe3+/Fe2的标准还原电势不同,也说明最终产物是AgCl。在水溶液中,溶液中低浓度的Fe3+可以缓慢的刻蚀Ag纳米线得到 Ag@AgCl核壳结构。
本发明现有技术相比,利用两步刻蚀法首次合成出 Ag@AgCl核壳纳米线结构。
较佳地,所述搅拌速度为400~600 rpm。
较佳地,所述有机溶剂中聚乙烯吡咯烷酮与有机溶剂的体积比为1:5~1:10;
较佳地,所述有机溶剂可为乙二醇、丙三醇中的一种;
较佳地,所述供热时间位15~20分钟;
较佳地,所述离心机的转速为1500~2000 rpm,不宜过大;
较佳的,FeCl3溶液的浓度为0.01 - 0.1 M;
较佳的,反应时间为60 -120 h。
具体实施方式
实施例1
(1) Ag纳米线的合成
Ag纳米线的制备,简单的说,是将含有1.1 g聚乙烯吡咯烷酮的15 ml的有机溶剂加入到三颈烧瓶中,并将其在140 °C的油浴锅中加热5 min,然后,向三颈烧瓶中加入2 ml含有0.05 M AgNO3的乙二醇共热15分钟,整个过程都需要搅拌,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,然后用蒸馏水清洗三遍以除去丙酮;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置60 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,得到Ag@AgCl核壳纳米线。
实施例2
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置0 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,经检测没有得到Ag@AgCl核壳纳米线。
实施例3
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置20 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,得到Ag@AgCl核壳纳米线,缩短刻蚀时间,Ag纳米线背刻蚀的程度低,银线表面的AgCl较薄。
实施例4
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置40 h后取出Fe片,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,反应时间较短,Ag纳米线背刻蚀的程度低,银线表面的AgCl较薄。
实施例5
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置80 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,得到Ag@AgCl核壳纳米线。
实施例6
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置100 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,得到Ag@AgCl核壳纳米线。
实施例7
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.1 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置60 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,由于 FeCl3浓度较大,不能得到Ag@AgCl核壳纳米线,银线全部变成AgCl颗粒。
实施例8
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.1 M CuCl2溶液中,反应在室温下放置60 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,由于 Cu2+的氧化性比Fe3+弱,不能得到Ag@AgCl核壳纳米线。
实施例9
(1) Ag纳米线的合成
具体操作与实施例1中Ag纳米线的合成相同;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备
Ag@AgCl核壳纳米线是基于先前合成出的Ag纳米线制备的,将先前合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.1 M AlCl3溶液中,反应在室温下放置60 h后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,由于 Al3+的氧化性比Fe3+弱,不能得到Ag@AgCl核壳纳米线。
Claims (8)
1.一种Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1) Ag纳米线的合成:
将含有1.1 g聚乙烯吡咯烷酮的15 ml的有机溶剂加入到三颈烧瓶中,并将其在140 °C的油浴锅中加热5 min,然后,向三颈烧瓶中加入2 ml含有0.05M AgNO3的乙二醇共热,整个过程都需要搅拌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,然后用蒸馏水清洗三遍以除去丙酮,得到Ag纳米线;
(2) Ag@AgCl纳米线的制备:
将步骤一合成出的Ag纳米线加入到2 ml 0.01 M FeCl3溶液中,反应在室温下放置一定时间后,产物用乙醇、蒸馏水分别离心清洗三遍,得到Ag@AgCl核壳纳米线。
2.根据权利1所述的Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,所述的搅拌速度为400~600 rpm。
3.根据权利1所述的Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,所述的有机溶剂中聚乙烯吡咯烷酮与有机溶剂的体积比为1:5~1:10。
4.根据权利1所述的Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,所述的有机溶剂可为乙二醇、丙三醇中的一种。
5.根据权利1所述的Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,所述的供热时间位15~20分钟。
6.根据权利1所述的Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,所述的离心机的转速为1500~2000 rpm。
7.根据权利1所述的Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,所述的FeCl3溶液的浓度为0.01 - 0.1 M。
8.根据权利1所述的Ag@AgCl核壳纳米线结构的制备方法,其特征在于,所述的反应时间为60 -120 h。
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