[发明专利]一种快速高效制备纳米卤化银的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属卤化物材料制备技术领域，特别涉及一种快速高效制备纳米卤化银的方法。

背景技术

卤化银纳米粒子在照像乳液中非常重要。但通常方法难以得到单分散的纳米级卤化银颗粒。微乳液法是一种简单易行且具有智能化特点的制备纳米材料的新方法，制备的粒子表面包裹一层表面活性剂分子，使粒子间不易聚结，通过选择不同的表面活性剂分子与水相的摩尔比值可以控制微反应器中水核的大小进而控制所制备的纳米粒子大小，得到单分散的纳米卤化银颗粒。

Pietro Calandra等通过一种新的固-固反应在[双(2-乙基己基)磺基丁二酸钠(AOT)]/正庚烷(n-heptane)溶液里混合两种干燥的硝酸银和卤化钾合成小尺寸卤化银(溴，氯)纳米微粒。制备成本高且反应条件苛刻。采用油包水(W/O)微乳液技术制备卤化银纳米粒子，可以使反应物(硝酸银和卤化钠)增溶在油包水的水核中进行，反应速度快，产物易于分离，无环境污染，成本低，纳米粒子尺寸可控制。本发明所应用的油包水微乳体系是表面活性剂AOT-异辛烷，油包水体系对反应物有增溶和保护作用，此方法可以制备纳米磁性材料、氧化物、贵金属、无机盐等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速高效制备纳米卤化银的方法，制备出尺寸均匀且可控制的纳米卤化银材料，并求实现了快速高效的制备和分离。

本发明制备了尺寸均一、分布均匀的纳米卤化银材料，以表面活性剂(首选阴离子表面活性剂AOT[双(2-乙基己基)磺基丁二酸钠])AOT-异辛烷微乳液作为微反应体系，并采用了硝酸银和卤化钠作为反应物，成功地制备了纳米粒子尺寸可控且分布均一的卤化银材料，该反应快速且分离彻底。

本发明的具体技术方案如下：先按原料浓度(硝酸银溶液和卤化钠的浓度均为0.01-2mol/mL，配比1∶1；AOT-异辛烷胶束浓度为0.05-0.5mol/L)、用量(硝酸银溶液或卤化钠/钾溶液增溶在0.05-0.5mol/L表面活性剂-烷烃反向胶束溶液中；配比为1∶5到1∶20；表面活性剂首选AOT[双(2-乙基己基)磺基丁二酸钠]，烷烃首选异辛烷)分别配制出水相中含有硝酸银溶液和卤化钠/钾的油包水微乳液，然后在室温下避光混合微乳液制备卤化银纳米粒子，或将含有硝酸银的油包水胶束溶液与卤化钠/钾溶液直接混合制备卤化银纳米粒子，最后经离心分离(固-液分离，得到固体卤化物纳米粒子)、洗涤离心分离(丙酮洗涤固体卤化物后再离心分离，得到固体卤化物；洗涤离心过程重复三到四次)、干燥等后续处理，得到单一尺寸的纳米卤化银粒子。将制备好的卤化银纳米粒子(AgCl、AgBr或AgI纳米粒子)分散在AOT[双(2-乙基己基)磺基丁二酸钠]/异辛烷支撑溶液中，经过干燥后，进行透射电镜分析，获得各个样品的TEM形貌图。

本发明中所述的原料烯烃包括：表面活性剂(亲水亲油平衡值在4-7之间能形成油包水反胶束)，首选AOT[双(2-乙基己基)磺基丁二酸钠]、烷烃(首选异辛烷)、硝酸银、氯化钠或钾、溴化钠或钾、碘化钾/钠。

本发明中所述的卤化银纳米粒子包括：氯化银、溴化银或碘化银。

本发明中所述的溶剂包括丙酮。

本发明所述的离心分离分离工艺为：在20-25℃温度下，在8000-20000转/分的转速下离心分离固体卤化银纳米粒子与溶液，得到固体卤化银粒子；固体卤化银粒子在20-25℃温度下经丙酮洗涤去除吸附在其表面上的微量的反应物和卤化钠后在8000-20000转/分的转速下再次离心分离得到固体卤化物纳米粒子。

该方法与现有方法相比，具有制备反应迅速、尺寸可控制且均一、价廉和无安全隐患的优点，该制备方法反应快速、产物分离彻底。采用微乳液法，利用水相中含有硝酸银溶液的油包水微乳液与水相中含有卤化钠(卤化钾)的油包水微乳液或直接与卤化钠/钾溶液混合制备出卤化银纳米粒子。改变水与表面活性剂的摩尔比W₀的比值，分别制备出了纳米粒子的大小和尺寸分布均匀的氯化银纳米粒子、溴化银和碘化银纳米粒子。透射电镜(TEM)实验结果表明微乳液法合成的卤化银纳米粒子的直径随W₀(水与表面活性剂的摩尔比)的增加而增大；随表面活性剂浓度增大而减小。比较氯化银纳米粒子、溴化银和碘化银纳米粒子可知，随着卤元素的原子量增大，纳米粒子尺寸增大。微乳液法制备的卤化银纳米粒子会随放置的时间而增大。

同现有技术相比，本发明具有如下有益结果：

1、本发明利用油包水微乳液体系制备卤化银纳米粒子，与传统的方法相比，只生成卤化钠/钾这种副产物，利于环保，还具有反应快速高效、分离彻底、价廉和无安全隐患的优点。