一种脒基表面活性剂微乳制备纳米银的方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103170638 A(43)申请公布日 2013.06.26CN103170638A*CN103170638A*(21)申请号 201110428780.6(22)申请日 2011.12.20B22F 9/24(2006.01)(71)申请人江南大学地址 214122 江苏省无锡市蠡湖大道1800号(72)发明人蒋建中 崔哲 何艳娥 李解崔正刚(54) 发明名称一种脒基表面活性剂微乳制备纳米银的方法(57) 摘要本发明为一种纳米银粒子的新型制备方法。该方法涉及利用N-烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐表面活性剂配制微乳，并在该微乳溶液中制备纳米银粒子的方法，包括配制

2、脒基碳酸氢盐表面活性剂微乳，然后用该类微乳分别增溶硝酸银和还原剂水溶液，将两者混合，在超声下反应数小时，以及反应结束后将体系加热、或者通入空气或氮气等气体将微乳破乳分层，通过离心、洗涤后，4080下真空干燥，得到纳米银粒子的分离方法。本发明可得到5100nm粒径的单分散纳米银粒子。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号 CN 103170638 ACN 103170638 A1/1页21.一种用脒基表面活性剂微乳制备纳米银的方法，此方法包括如下步骤：首先将0.11g

3、N-烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐、15g烷基醇、520g烷烃混合；将所形成的溶液均分为A、B两份，A增溶0.011g 0.05mol/L的AgNO3水溶液，B增溶0.011g 0.05mol/L的还原剂水溶液，分别超声振荡3060分钟，使A和B各自形成澄清透明的微乳；再将A缓慢滴加到B中，超声振荡反应13小时；溶液升温至50100，或者向体系中通空气或氮气或氩气13小时；待溶液破乳分层，离心，洗涤，4080真空干燥，制得纳米银粒子。2.根据权利要求1所述的利用脒基表面活性剂为N-烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐；烷基为直链或支链的碳原子为1216的烷基。3.根据权利要求1所述的方法，其

4、特征在于烷基醇是碳原子数为28的直链或支链烷基醇。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于烷烃为直链或支链的碳原子数为612的烷烃，以及苯、甲苯。5.根据权利要求1所述的方法，还原剂为水合肼或硼氢化钠。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应结束后微乳破乳分离的方法是将溶液升温至50100，或者向体系中通空气或氮气或氩气13小时。 权 利 要 求 书CN 103170638 A1/3页3一种脒基表面活性剂微乳制备纳米银的方法技术领域0001 本发明涉及一种合成纳米银的方法背景技术0002 纳米银粒子具有贵金属特性，如化学稳定性、优良电导率、优良的催化活性；其纳米粒子所表现出来的抗菌性能、非

5、线性光学性能等使其在催化剂、玻璃和陶瓷的着色剂、介电材料、抗菌材料以及表面增强拉曼散射技术等方面有着广泛的应用。0003 微乳是一定数量的表面活性剂在有机溶剂中自发形成的聚集体(自组装体系)，是一种热力学稳定的由油、水、表面活性剂等几种物质组成的混合体。在宏观状态上是透明单相连续的，但在微观尺度上却是由表面活性剂包裹下的水核在连续的油相中分散形成。采用传统表面活性剂微乳是合成纳米粒子的最有效方法之一。0004 而传统表面活性剂的微乳在合成纳米粒子中会遇到破乳、分离回收问题。目前破乳分离主要采用加入电解质、改变体系温度、pH、添加化学助剂(四氢呋喃、丙酮等)、高温灼烧、渗透汽化膜分离等方法。以上

6、方法普遍存在表面活性剂分离不彻底、组分回收再利用困难、纳米粒子产量较低，反应过程结束，表面活性剂一般直接除去，既浪费资源又会对环境造成污染，因此严重限制了该法的应用。0005 加拿大Jessop首次报道了脒基碳酸氢盐表面活性剂的结构和性能特点Yingxin Liu，Philip G.Jessop，Michael Cunningham，Charles A.Eckert，Charles L.Liotta.Science，2006，313，958-960，脒基碳酸氢盐在加热或通入空气或者氮气或者氩气时会分解为没有表面活性的烷基脒，当通入二氧化碳时又能形成具有表面活性的脒基碳酸氢盐，目前利用该类表面活

7、性剂制备纳米粒子的报道尚无。发明内容0006 本发明的目的是为了解决传统表面活性剂微乳在合成纳米银后处理过程阳离子表面活性剂与纳米银难以分离，且表面活性剂难以回收利用的问题，而提供的一种脒基表面活性剂微乳合成纳米银的方法。0007 所采用的脒基表面活性剂是N-烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐，分子结构式如下：0008 0009 R直链或支链的碳原子数为1216的烷基0010 利用脒基表面活性剂形成微乳合成纳米银的方法按以下步骤进行：0.11gN-烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐、15g烷基醇、520g烷烃混合；将所形成的溶液均分为A、B两份，A增溶0.011g 0.05mol/L的AgNO

8、3水溶液，B增溶0.011g 0.05mol/L的还原剂水溶液，分别超声振荡3060分钟，使A和B各自形成澄清透明的微说 明 书CN 103170638 A2/3页4乳；再将A缓慢滴加到B中，超声振荡反应13小时；溶液升温至50100，或者向体系中通空气或氮气或氩气13小时；待溶液分层，离心，洗涤，4080真空干燥，制得纳米银粒子。0011 本发明银纳米粒子的合成方法无需大型设备，操作安全，简便、易行，便于控制纳米银的尺寸、形貌和性能，可重复性好，易于工业化大规模生产，可实现节能减排的绿色产业。0012 本发明反应条件温和，室温下即可进行纳米银的合成；反应过程中无有害气体产生，且表面活性剂可重

9、复利用，节约成本、减少污染。表面活性剂的分离简便，只需将体系加温至50-100，或者向体系中通入空气或氮气或氩气，阳离子表面活性剂即分解没有表面活性的脒，微乳破乳分层，有利于分离提纯纳米银。本发明合成出的纳米银为单晶，球形。附图说明0013 图1是具体实施方式例1中纳米银的透射电镜(TEM)具体实施方式0014 实施方式例1：将0.1gN-十六烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐、1.5g正丁醇，5g正庚烷混合超声振荡30分钟；将所形成的溶液均分为A、B两份，A增溶0.02g0.05mol/L的AgNO3水溶液，B增溶0.02g0.05mol/L的NaBH4水溶液，分别超声振荡30分钟使A和B各

10、自形成澄清透明的微乳，再将A缓慢滴加到B中，超声振荡反应1小时；反应结束后将溶液升温至50100，待溶液分层，离心，洗涤，70烘干即得纳米银粒子；0015 通过透射电镜(TEM)表征，本实施方式合成出的纳米银为单晶，球形，直径为2nm，具有量子限域效应。0016 实施方式例20017 实施方式例2：将0.5gN-十四烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐、1.0g正己醇，4.5g正庚烷混合超声振荡60分钟；将所形成的溶液均分为A、B两份，A增溶0.02g0.05mol/L的AgNO3水溶液，B增溶0.02g0.05mol/L的水合肼溶液，分别超声振荡30分钟使A和B各自形成澄清透明的微乳，再将A缓

11、慢滴加到B中，超声振荡反应1小时；反应结束后将溶液升温至50100，待溶液分层，离心，洗涤，80烘干即得纳米银粒子；0018 实施方式例30019 实施方式例3：将0.6gN-十二烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐、2.0g乙醇、6g正庚烷混合超声振荡30分钟；将所形成的溶液均分为A、B两份，A增溶0.02g0.05mol/L的AgNO3水溶液，B增溶0.02g0.05mol/L的NaBH4水溶液，分别超声振荡30分钟使A和B各自形成澄清透明的微乳，再将A缓慢滴加到B中，超声振荡反应1h；反应结束后溶液中通空气13小时，待溶液分层，离心，洗涤，60烘干即得纳米银粒子；0020 实施方式例40021 实施方式例4：将0.2gN-十六烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氢盐、1.8g异丙醇、5g正庚烷混合超声振荡30分钟；将所形成的溶液均分为A、B两份，A增溶0.02g0.05mol/L的AgNO3水溶液，B增溶0.02g0.05mol/L的NaBH4水溶液，分别超声振荡30分钟使A和B各自形成澄清透明的微乳，再将A缓慢滴加到B中，超声振荡反应1h；反应结束后溶液中通说 明 书CN 103170638 A3/3页5氮气13小时待溶液分层，离心，洗涤，70烘干即得纳米银粒子。说 明 书CN 103170638 A1/1页6图1说 明 书 附 图CN 103170638 A