[发明专利]稳定的单分散金属银纳米颗粒的制备方法及其产品

说明书

技术领域

本发明涉及金属纳米颗粒的制备方法，具体地涉及不同介质中的稳定的 单分散金属银纳米颗粒的制备方法。

发明背景

众所周知，银颗粒用作杀细菌剂和抗病毒剂，并且其杀细菌功能的增加 与颗粒大小成反比例关系，因此纳米颗粒受到了特别的关注。这种材料也具 有作为有机化合物氢化反应的催化剂等应用。

为了避免一些术语在使用上的歧义，在本文中“纳米颗粒”通常用来指 直径小于等于100nm的颗粒；“单分散”用来指颗粒尺寸差异小，以及；“稳 定”理解为在贮藏期间在不施加机械或化学措施的情况下，颗粒大小及单分 散性没有改变。

目前已知主要存在两种制备金属银纳米颗粒的方法：

a)通过等离子体，其中将金属银块加热至气化(vaporization)，然后在合 适的环境下冷却气化的银，从而得到(在惰性环境中的)金属银细粉尘，或者 得到与所用的环境性质相关的银复合物。

b)通过湿磨法，其中在用来控制产物颗粒大小的表面活性剂和稳定剂 存在的情况下，银离子溶液经历还原过程。

近来报道了光的存在对湿磨法还原银的过程的影响(“Preparation of silver nanoparticles by photo-reduction for surface-enhances Raman scattering”， Huiying Jia，Jiangbo Zeng，Wei Song，Jing An，Bing Zhao，Thin Solid Films 496 (2006)281-287；“Photochemical preparation of nanoparticles of Ag in aqueous solution and on the surface of mesoporous silica”，G.V.Krylova，A.M. Eremenko，N.P.Smirnova，S.Eustis，Theoretical and experimental chemistry (2005)41(2)105-110)，其中由于金属银颗粒形成于基底的表面上，所以无需 加入表面活性剂和稳定剂；此反应持续3小时。

Xuelin(“Seedless，surfactantless photoreduction synthesis of silver nanoplates”；Xuelin Tian，Kai Chen，Gengyu Cao；Materials Letters 60(2006) 828-830)报道了光存在时柠檬酸钠作为还原剂以获得银纳米颗粒的用途。

在其他的文献中，提及了金属银纳米颗粒的沉淀法，其中该反应可持续 8至24小时(CN1810422，Gao，2006)。在其他关于加速反应的出版物中，混 合物被加热至接近100℃(CN1686646，Liu，2005；CN1669914，Luo，2005)。

明显地，添加剂的选择是湿磨法中一个重要的问题，这是因为添加剂应 该与反应所用的表面活性剂相容并与纳米颗粒期望的应用一致，或相反地， 使产物经历消除表面活性剂的过程。另外，需控制反应混合物中添加剂的浓 度而影响银纳米颗粒的大小；另一方面，需要指出的是相对较长的反应时间 会使得颗粒大小分布较宽。

发明目的

鉴于上述文献中发现的问题，本发明的目的在于提供一种制备金属银颗 粒的新方法。

本发明另一个目的在于提供一种湿磨法，其简化了对所得纳米颗粒大小 的控制。

本发明再一个目的在于单分散金属银纳米颗粒的制备。

本发明再一个目的在于平均直径为1～100nm的金属银纳米颗粒的制 备。

本发明再一个目的在于平均直径为5～60nm的金属银纳米颗粒的制备。

本发明再一个目的在于稳定性超过12个月的金属银纳米颗粒的制备。

本发明再一个目的在于易分散于各种介质中的金属银纳米颗粒的制备。

本发明再一个目的在于提供通过降低初始含水量(湿磨法)制备高浓度金 属银纳米颗粒的方法。

附图说明

为更好地理解本发明内容，在说明书后给出了一系列解释相同发明范围 的附图。对这些图的说明如下：

图1是表示获得本发明金属银纳米颗粒的方法的方框图。

图2是根据本发明方法制备的产品中银纳米颗粒尺寸的分布图。