RU2510310C1 - Способ получения наночастиц серебра в полимерных матрицах при лазерном облучении - Google Patents
Способ получения наночастиц серебра в полимерных матрицах при лазерном облучении Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510310C1 RU2510310C1 RU2012151095/02A RU2012151095A RU2510310C1 RU 2510310 C1 RU2510310 C1 RU 2510310C1 RU 2012151095/02 A RU2012151095/02 A RU 2012151095/02A RU 2012151095 A RU2012151095 A RU 2012151095A RU 2510310 C1 RU2510310 C1 RU 2510310C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- silver
- polymer
- silver nanoparticles
- irradiation
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для создания фотонных кристаллов, оптических фильтров, высокочувствительных сенсоров и микролазеров. Способ получения покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра в полимерной матрице включает восстановление азотнокислого серебра в реакционном растворе. Реакционный раствор готовят последовательным добавлением растворов азотнокислого серебра, цитрата натрия, олеата натрия и боргидрида натрия к полимерной матрице, в качестве полимера которой используют водный раствор поливинилового спирта или водный раствор желатина. Восстановление ведут при облучении полученного раствора лазерным излучением на длине волны 510,6 нм или 578,2 нм. Обеспечивается получение стабильных, высокоупорядоченных покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра. 4 пр.
Description
Изобретение может быть использовано для получения высокоупорядоченных ансамблей покрытых оболочкой наночастиц благородных металлов в полимерных матрицах.
Известен способ получения наночастиц серебра, покрытых лигандной оболочкой 11-меркаптоундекановой кислоты, которая позволяет эффективно менять физико-химические свойства наночастиц. К недостаткам этого способа относится отсутствие матрицы, в результате чего образование лигандной оболочки протекает параллельно с агрегацией наночастиц. В результате образуются ансамбли наночастиц с высокой степенью агрегации и широким распределением по размерам (RU патент 2364471 С1, 2009).
Также известен способ получения наночастиц серебра покрытых лигандной оболочкой bis (p-sulphonatophenyl) phenylphosphine dehydrate dipotassium под действием флюоресцентной лампы мощностью 40 Вт (US патент 7,135,054 В2). Показано, что облучение исходного реакционного раствора светом от 350 до 700 нм приводит к формированию треугольных нанопризм с длиной ребра от 30 до 120 нм и толщиной от 7 до 11 нм. Однако авторам не удалось найти условия, позволяющие направленно регулировать размеры нанопризм.
Также известен способ получения наночастиц серебра, покрытых лигандной оболочкой bis (p-sulphonatophenyl) phenylphosphine dehydrate dipotassium под действием света (ЕР 1613787 А4). Использовались два типа источников света: флюоресцентная лампа с фильтрами, позволяющими выделять различные спектральные области, и лазер. Показано, что образующиеся наночастицы имеют бимодальное распределение, которое не зависит от спектральной ширины линии, а определяется положением ее центра. Выбор длины волны излучения и использование излучения на двух разных длинах волн позволяет регулировать функцию распределения по размерам наночастиц. Недостатком этого метода является полимодальное распределение полученных частиц.
Ранее был описан способ получения покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра под действием флюоресцентной лампы мощностью 40 Вт, излучающей в интервале длин волн от 350 до 700 нм. В качестве лигандной оболочки использовался bis (р-sulphonatophenyl) phenylphosphine dehydrate dipotassium. Уровень pH среды поддерживался добавлением цитрата натрия. Длина волны излучения контролировалась с помощью оптических фильтров. Показано, что выбор длины волны, времени облучения и уровня рН позволяет получать наночастицы серебра в виде нанопризм различного размера. К недостаткам этого метода относится широкое распределение наночастиц серебра по размерам и форме (US патент 7,776,13082).
Техническим результатом изобретения является получение стабильных высокоупорядоченных наночастиц серебра, покрытых лигандной оболочкой в полимерной матрице.
Технический результат достигается в способе получения покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра в полимерной матрице, включающем восстановление азотнокислого серебра боргидридом в реакционном растворе. Реакционный раствор готовят последовательным добавлением растворов азотнокислого серебра, цитрата натрия, олеата натрия и боргидрида натрия к полимерной матрице, в качестве полимера которой используют водный раствор поливинилового спирта или водный раствор желатина. Восстановление ведут при облучении полученного раствора лазерным излучением на длине волны 510,6 нм или 578,2 нм.
Таким образом, наночастицы серебра получали восстановлением азотнокислого серебра натрий боргидридом в растворе поливинилового спирта или желатина. Реакционный раствор готовили последовательным добавлением к раствору поливинилового спирта или желатина, растворов азотнокислого серебра, цитрата натрия, олеата натрия и боргидрида натрия. Полученный раствор перемешивался на магнитной мешалке и помещался в кварцевую кювету, которую в свою очередь помещали в термостатируемую камеру для лазерного облучения. Для облучения использовали медный лазер, излучающий свет на длинах волн 510,6 нм и 578,2 нм. Для выделения нужной в эксперименте длины волны использовали призму.
Проведение реакции образования наночастиц серебра в высоковязких растворах желатина и поливинилового спирта приводит к резкому уменьшению подвижности наночастиц серебра. При этом подвижность исходных реагентов и образующихся молекулярных соединении серебра остается достаточно высокой. Таким образом, высоковязкий раствор препятствует агрегации наночастиц серебра и позволяет получать композиции наночастиц с узким распределением по размерам.
Дополнительным фактором, способствующим получению наночастиц с унимодальным распределением, является лазерное облучение. Высоковязкие растворы желатина и поливинилового спирта представляют собой гелеобразные состояния, в которых области, содержащие макромолекулы матрицы, чередуются со свободными полостями, содержащими растворитель и низкомолекулярные реагенты. Реакции образования наночастиц протекают, главным образом, в свободных полостях. Лазерное облучение резко увеличивает скорость образования наночастиц и тем самым препятствует их агрегации, которая возможна только при наличии диффузии между свободными полостями.
Заявленный способ получения высокоупорядоченных наночастиц в полимерных матрицах под действием лазерного излучения осуществляется следующим образом.
Пример 1.
Описан метод получения высоковязкого коллоидного раствора наночастиц серебра покрытых лигандной оболочкой олеата натрия в матрице поливинилового спирта в термостатированной кварцевой кювете под действием лазерного излучения. К 5 мл раствора поливинилового спирта с концентрацией 13 г/л добавлялось 1 мл раствора AgNO3, 0,5 мл раствора Na3C6H5O7, 0,5 мл раствора C17H33COONa и затем 1 мл раствора NaBH4. Концентрация AgNO3 менялась в интервале 1-2 ммоль/л. Концентрация NaBH4 - в интервале 2-4 ммоль/л. Концентрация раствора Na3C6H5O7 была равна 15 ммоль/л, а концентрация C17H33COONa 5 ммоль/л. Реакционный раствор перемешивался в течение 10 секунд и затем облучался лазером на длине волны 510,6 нм. Облучение приводило к появлению интенсивной окраски с максимумом в спектре поглощения при 560 нм. Показано, что увеличение концентрации азотнокислого серебра в реакционном растворе приводит к смещению максимума поглощения в длинноволновую область. После прекращения облучения параметры спектра сохранялись в течение длительного времени после прекращения излучения (больше одного месяца).
Пример 2.
Все вещества, концентрации и условия реакции в примере 2 совпадали с приведенными в примере 1. При этом реакционный раствор облучался лазером на длине волны 578,2 нм. Облучение так же как и в случае примера 1 приводило к появлению интенсивной окраски с максимумом в спектре поглощения на длине волны 650 нм. Сравнение примеров 1 и 2 показывает, что переход от длины волны облучения от 510,6 к 578,2 нм приводит к смещению максимума в спектре поглощения в длинноволновую область. После прекращения облучения параметры спектра сохранялись в течении длительного времени после прекращения излучения.
Пример 3.
В этом примере в качестве полимера матрицы использовался желатина. Все остальные вещества, концентрации и условия реакции совпадали с приведенными в примере 1. Реакционный раствор облучался лазером на длине волны 510,6 нм. Облучение приводило к появлению интенсивной окраски с максимумом в спектре поглощения при 575 нм.
Сравнение результатов примера 1 и примера 3 показывает, что переход от поливинилового спирта к желатину приводит к смещению максимума в спектре поглощения в длинноволновую область. После прекращения облучения параметры спектра сохранялись в течении длительного времени после прекращения излучения.
Пример 4.
В этом примере, как и примере 3, в качестве полимера матрицы использовался желатин. Все остальные вещества, концентрации и условия реакции совпадали с приведенными в примере 1. Реакционный раствор облучался лазером на длине волны 578,2 нм. Облучение приводило к появлению интенсивной окраски с максимумом в спектре поглощения при 685 нм. Сравнение примеров 3 и 4 показывает, что переход от длины волны облучения от 510,6 к 578,2 нм приводит к смещению максимума в спектре поглощения в длинноволновую область. После прекращения облучения параметры спектра сохранялись в течение длительного времени после прекращения излучения.
Из полученных во всех четырех примерах вязких растворов методом полива были приготовлены пленки. Параметры спектров поглощения пленок сохранялись неизменными в пределах 10% в течение более одного года. При этом во всем диапазоне сравнимых концентраций реагентов стабильность пленок на основе желатина превышала стабильность пленок на основе поливинилового спирта.
Claims (1)
- Способ получения покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра в полимерной матрице, включающий восстановление азотнокислого серебра в реакционном растворе, отличающийся тем, что реакционный раствор готовят последовательным добавлением растворов азотнокислого серебра, цитрата натрия, олеата натрия и боргидрида натрия к полимерной матрице, в качестве полимера которой используют водный раствор поливинилового спирта или водный раствор желатина, а восстановление ведут при облучении полученного раствора лазерным излучением на длине волны 510,6 нм или 578,2 нм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151095/02A RU2510310C1 (ru) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Способ получения наночастиц серебра в полимерных матрицах при лазерном облучении |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151095/02A RU2510310C1 (ru) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Способ получения наночастиц серебра в полимерных матрицах при лазерном облучении |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2510310C1 true RU2510310C1 (ru) | 2014-03-27 |
Family
ID=50343043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012151095/02A RU2510310C1 (ru) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Способ получения наночастиц серебра в полимерных матрицах при лазерном облучении |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510310C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569546C1 (ru) * | 2014-10-27 | 2015-11-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Фотохимический способ получения стабилизированных наночастиц серебра |
CN105364082A (zh) * | 2014-08-18 | 2016-03-02 | 上海理凯材料科技有限公司 | 辐射还原制备银粉的方法 |
EP3165511A1 (en) | 2015-11-03 | 2017-05-10 | The State Scientific Institution "Institute of Chemistry of New Materials of National Academy of Sciences of Belarus" | Method for producing a polymer film with a high concentration of silver nanoparticles |
CN113547130A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-26 | 杭州苏铂科技有限公司 | 一种激光辅助功能化金纳米星制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010078858A (ko) * | 2001-04-30 | 2001-08-22 | 이무상 | 방사선 조사에 의한 나노미터 크기의 은 콜로이드의 제조방법 및 그 나노미터 크기의 은 콜로이드 |
RU2367512C1 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-09-20 | Открытое Акционерное Общество ЦНИТИ "Техномаш" | Способ получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой |
RU2390344C2 (ru) * | 2008-07-09 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ликом" | Способ получения наночастиц серебра в водной среде |
US7776130B2 (en) * | 2006-06-19 | 2010-08-17 | Northwestern University | pH-controlled photosynthesis of silver nanoprisms |
-
2012
- 2012-11-29 RU RU2012151095/02A patent/RU2510310C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010078858A (ko) * | 2001-04-30 | 2001-08-22 | 이무상 | 방사선 조사에 의한 나노미터 크기의 은 콜로이드의 제조방법 및 그 나노미터 크기의 은 콜로이드 |
US7776130B2 (en) * | 2006-06-19 | 2010-08-17 | Northwestern University | pH-controlled photosynthesis of silver nanoprisms |
RU2367512C1 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-09-20 | Открытое Акционерное Общество ЦНИТИ "Техномаш" | Способ получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой |
RU2390344C2 (ru) * | 2008-07-09 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ликом" | Способ получения наночастиц серебра в водной среде |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
БЕРЕГА А.В. и др. Синтез и физико-химические свойства наночастиц серебра, стабилизированных желатином. - Известия Томского политехнического университета. - Томск, 2006, т.309, No.5, с.60-64. * |
БЕРЕГА А.В. и др. Синтез и физико-химические свойства наночастиц серебра, стабилизированных желатином. - Известия Томского политехнического университета. - Томск, 2006, т.309, №5, с.60-64. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105364082A (zh) * | 2014-08-18 | 2016-03-02 | 上海理凯材料科技有限公司 | 辐射还原制备银粉的方法 |
CN105364082B (zh) * | 2014-08-18 | 2018-01-19 | 上海理凯材料科技有限公司 | 辐射还原制备银粉的方法 |
RU2569546C1 (ru) * | 2014-10-27 | 2015-11-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Фотохимический способ получения стабилизированных наночастиц серебра |
EP3165511A1 (en) | 2015-11-03 | 2017-05-10 | The State Scientific Institution "Institute of Chemistry of New Materials of National Academy of Sciences of Belarus" | Method for producing a polymer film with a high concentration of silver nanoparticles |
CN113547130A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-26 | 杭州苏铂科技有限公司 | 一种激光辅助功能化金纳米星制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zielińska et al. | Preparation of silver nanoparticles with controlled particle size | |
Aguirre et al. | Ag@ ZnO core–shell nanoparticles formed by the timely reduction of Ag+ ions and zinc acetate hydrolysis in N, N-dimethylformamide: mechanism of growth and photocatalytic properties | |
Zhang et al. | Seeded growth of uniform Ag nanoplates with high aspect ratio and widely tunable surface plasmon bands | |
Khlebtsov et al. | Au@ Ag core/shell cuboids and dumbbells: Optical properties and SERS response | |
Nithiyanantham et al. | Self-assembled wire-like and honeycomb-like osmium nanoclusters (NCs) in DNA with pronounced catalytic and SERS activities | |
Kundu et al. | Shape-selective formation and characterization of catalytically active iridium nanoparticles | |
Personick et al. | Plasmon‐Mediated Synthesis of Silver Cubes with Unusual Twinning Structures Using Short Wavelength Excitation | |
Vu et al. | The sensitive detection of methylene blue using silver nanodecahedra prepared through a photochemical route | |
RU2510310C1 (ru) | Способ получения наночастиц серебра в полимерных матрицах при лазерном облучении | |
Xiao et al. | Porous carbon quantum dots: one step green synthesis via L-cysteine and applications in metal ion detection | |
WO2004101430A1 (ja) | 金属ナノロッドの製造方法およびその用途 | |
Han et al. | Size control and photophysical properties of quantum dots prepared via a novel tunable hydrothermal route | |
Murshid et al. | Optimized synthetic protocols for preparation of versatile plasmonic platform based on silver nanoparticles with pentagonal symmetries | |
Ye et al. | Synthesis and optical properties of gold nanorods with controllable morphology | |
Liu et al. | Penicillamine-protected Ag 20 nanoclusters and fluorescence chemosensing for trace detection of copper ions | |
KR101530128B1 (ko) | 크기 및 형태가 조절된 AuNPCs의 합성방법 | |
Ganguly et al. | The tuning of metal enhanced fluorescence for sensing applications | |
TW201330955A (zh) | 貴金屬奈米粒子的製造方法 | |
KR20210088469A (ko) | 모서리 첨예도 지수가 조절된 금속 나노큐브의 제조방법 | |
RU2526967C2 (ru) | Способ получения наночастиц серебра с модифицированной лигандной оболочкой в высокоывязкой матрице | |
ES2629127T3 (es) | Preparación de coloides metálicos | |
Yeshchenko et al. | Laser-induced periodic Ag surface structure with Au nanorods plasmonic nanocavity metasurface for strong enhancement of adenosine nucleotide label-free photoluminescence imaging | |
Liu et al. | Tuning Geometric Chirality in Metallic and Hybrid Nanostructures by Controlled Nanoscale Crystal Symmetry Breaking | |
Jiménez et al. | A novel method of nanocrystal fabrication based on laser ablation in liquid environment | |
Pawlik et al. | Silver Nanocubes: From Serendipity to Mechanistic Understanding, Rational Synthesis, and Niche Applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141130 |