CN110576177A - 一种改变纳米颗粒形状的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改变纳米颗粒形状的方法，包括：将等离子体喷射于纳米颗粒溶液中，通过调节放电参数控制等离子体中活性成分浓度，对纳米颗粒的形状进行改变；本发明利用等离子体处理纳米颗粒材料，不仅实现了高效、环保、均匀的改变纳米颗粒材料的形状的目的，而且设备简单，成本低廉，操作简单快捷，可以显著提高改变纳米颗粒材料形状的效率和产量，能在很短的时间内改变纳米颗粒材料的形状，同时，也避免了一般化学方法中复杂的溶剂体系导致环境污染的产生。

Description

一种改变纳米颗粒形状的方法
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，具体是一种改变纳米颗粒形状的方法。
背景技术
纳米材料具有许多特殊的性质，人们对纳米材料的研究表现出极大的热情，目前已经合成出多种功能先进、性能突出的纳米及纳米复合材料，广泛应用于工农业及航空航天等领域。纳米粒子粒度细、比表面积大、原子配位不足及高的表面能，使得其表面原子具有很高的活性，极不稳定，易团聚，团聚后得到的二次粒子难以发挥其纳米效应，使材料达不到理想的性能。因此，为了使得纳米粒子性能最大化表现，需要对其进行改性。目前主要的改性方法可以分为物理方法和化学方法两大类。物理方法通常需要精密的加工设备，因而成本高，技术要求严格。而化学方法因为对设备的要求较低，所以成为实验室和工业上最常见的一种方法。但是它存在一些比较严重的问题，如会导致各种溶剂污染，处理步骤复杂，反应效率低，无法大量处理等，与现在追求环保高效的方向相违背。另外药品和实验环境也会直接影响纳米颗粒合成的质量，而且化学方法适合生成某一单一形状的纳米材料，如果需要对它进行二次改性的话，操作就比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改变纳米颗粒形状的方法，以解决现有技术中物理方法的成本高，技术要求严格，化学方法会导致各种溶剂污染，处理步骤复杂，反应效率低，无法大量处理的问题。
等离子体作为一种先进的高级氧化技术，具有更高的效率和更快的速度吸收和降解生物。另外，大气压下的低温等离子体因其独特的物理化学性质，取代了传统昂贵的真空设备，生产成本低，操作方便，无二次污染，带来了更多的经济和应用价值，而被广泛应用于医学创伤治疗、废水处理、纳米材料制备等方面。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种改变纳米颗粒形状的方法，包括：将等离子体喷射于纳米颗粒溶液中，通过调节放电参数控制等离子体中活性成分浓度，对纳米颗粒的形状进行改变。
进一步的，纳米颗粒包括金属纳米颗粒。
进一步的，金属纳米颗粒为贵金属纳米颗粒。
进一步的，等离子体是大气压下的低温等离子体。
进一步的，等离子体的放电产生方式包括介质阻挡放电和电晕放电。
进一步的，放电参数包括放电的击穿电压、气液流速和放电时间；通过调节放电参数来控制等离子体的产生，比如调节放电的击穿电压、气液流速等参数能够使液相中的活性成分浓度也会相应变化；又如，固定其他参数，仅仅调节放电时间也可以在一定程度上改变纳米颗粒的形状。
进一步的，产生等离子体的气体载体包括空气、氩气和氧气；其中，氧气比空气更易被电离，因此在纯氧气氛下，能获得更多电子，传输电荷量更多，功率更大；氩气的击穿电压低于空气的击穿电压，易于在常压下形成均匀放电；空气也有优点，无需另外准备，随取随用。
在放电产生等离子体的过程中，气体放电中产生的等离子体作用于液面时，气相中的电子、离子基团等活性成分需要穿过气相和液相界面层才能到达液相的主体区，在这个过程中，活性成分发生转化、传质后与被处理物相互作用反应，活性成分如自由基（OH、O、HO2）、臭氧（O3）、双氧水（H2O2）和氮氧化物，本发明选取的是气体放电法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种改变纳米颗粒形状的方法，利用等离子体处理纳米颗粒材料，不仅实现了高效、环保、均匀的改变纳米颗粒材料的形状的目的，而且设备简单，成本低廉，操作简单快捷，可以显著提高改变纳米颗粒材料形状的效率和产量，能在很短的时间内改变纳米颗粒材料的形状，同时，也避免了一般化学方法中复杂的溶剂体系导致环境污染的产生。
附图说明
图1是本发明实施例1中处理不同时间的银纳米颗粒溶液的紫外吸收光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
利用电晕放电方式产生大气压下的低温等离子体，取600μl银纳米颗粒溶液，将上述低温等离子体喷射于银纳米颗粒溶液中，对银纳米颗粒的形状进行改变，实验条件为：电压：20kV，电流：25μA±5μA，处理时间分别为0min、2min、 6min、10 min、14 min，分别取处理不同时间的银纳米颗粒溶液进行紫外分光光度法测试，测试结果如图1所示。
图1为处理不同时间的银纳米颗粒溶液的紫外吸收光谱图，从图1中可以看出，400nm左右的银纳米颗粒的吸收峰逐渐减低且蓝移，即随着处理时间的增加，银纳米颗粒浓度减少的同时，其尺寸也在变小，试验结果表明，大气压下的低温等离子体确实可以在很短的时间内改变银纳米颗粒的尺寸。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种改变纳米颗粒形状的方法，其特征在于，包括：
将等离子体喷射于纳米颗粒溶液中，通过调节放电参数控制等离子体中活性成分浓度，对纳米颗粒的形状进行改变。
2.根据权利要求1所述的一种改变纳米颗粒形状的方法，其特征在于：所述纳米颗粒包括金属纳米颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种改变纳米颗粒形状的方法，其特征在于：所述金属纳米颗粒为贵金属纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种改变纳米颗粒形状的方法，其特征在于：所述等离子体是大气压下的低温等离子体。
5.根据权利要求1所述的一种改变纳米颗粒形状的方法，其特征在于：所述等离子体的放电产生方式包括介质阻挡放电和电晕放电。
6.根据权利要求1所述的一种改变纳米颗粒形状的方法，其特征在于：所述放电参数包括放电的击穿电压、气液流速和放电时间。
7.根据权利要求1所述的一种改变纳米颗粒形状的方法，其特征在于：产生所述等离子体的气体载体包括空气、氩气和氧气。
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