[发明专利]一种树枝状纳米银的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料、纳米技术和废水处理的综合领域，具体涉及一种树枝状纳米银的制备方法。

背景技术：

近年来纳米尺度的贵金属材料由于其优良的催化性能、电学性能、磁学性能和光学性能等受到人们的广泛关注。不同形态和结构如颗粒状、线状、棒状、片状、不规则状的金属纳米粒子被相继合成。树枝状纳米银因其特殊的结构和潜在用途而得到大量研究。人们分别用电化学沉积、化学还原、UV辐照等方法制备出不同形态的树枝状纳米银。在这些方法中往往需要复杂、昂贵的有机化学试剂作为还原剂、稳定剂及络合剂等，而且这些化学试剂与银离子混合在一起导致所制备的树枝状纳米银的分离纯化成本提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简便、廉价的树枝状纳米银的制备方法。该方法无需昂贵的有机化学试剂，也不消耗电能，制备的树枝状纳米银直接沉积在电极上。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1）首先，通过隔膜将微生物电化学池分隔为阴极室和阳极室；

2）其次，将0.005-0.2mol/L的含银离子的水溶液置于阴极室内，再将碳材料制成的阴极置于阴极室内；

3）然后，将含0.01mmol/L-1mol/L的可生物降解有机物的水溶液或生活污水置于阳极室内，再将由产电微生物及基底组成的阳极置于阳极室内；

4）最后，将阳极和阴极通过外接负载R连接，通过调节负载的大小和放电时间，控制银离子还原产生树枝状纳米银的速度和树枝状纳米银的尺寸大小。

所述的隔膜为阳离子交换膜、阴离子交换膜或双极膜。

所述的含银离子的水溶液为含有游离银离子或络合银离子的水溶液。

所述的阴极采用石墨、玻璃碳、炭黑或炭布制成。

所述的可生物降解有机物的水溶液为乙酸盐、葡萄糖、淀粉、氨氮或纤维素。

所述的阳极的产电微生物由厌氧颗粒污泥驯化得到。

所述的阳极的基底为炭毡、炭布、炭纸或石墨制成。

所述的外接负载R采用耗电器件纯电阻或灯泡。

采用本发明的制备方法能够非常方便廉价地制取树枝状纳米银，为该纳米银材料的制备提供了一种新的工艺技术，为树枝状纳米银的广泛应用奠定基础。

附图说明

图1是本发明微生物电化学池结构示意图；

图2是本发明制备的树枝状纳米银的较低倍数扫描电镜图；

图3是本发明制备的树枝状纳米银的较高倍数的扫描电镜图；

图4是本发明制备的树枝状纳米银的XRD谱图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参见图1，1）首先，通过阳离子交换膜2将微生物电化学池1分隔为阴极室3和阳极室4；

2）其次，将0.005mol/L的含有游离银离子的水溶液置于阴极室3内，再将石墨制成的阴极5置于阴极室3内；

3）然后，将含0.01mmol/L的乙酸盐水溶液置于阳极室4内，再将由厌氧颗粒污泥驯化得到的产电微生物与炭毡制成的基底组成的阳极6置于阳极室4内；

4）最后，将阳极6和阴极5通过外接负载R连接，通过调节负载的大小和放电时间，控制银离子还原产生树枝状纳米银的速度和树枝状纳米银的尺寸大小。

实施例2：

1）首先，通过阴离子交换膜2将微生物电化学池1分隔为阴极室3和阳极室4；

2）其次，将0.001mol/L的含有络合银离子的水溶液置于阴极室3内，再将玻璃碳制成的阴极5置于阴极室3内；

3）然后，将含0.5mmol/L的葡萄糖的水溶液置于阳极室4内，再将由厌氧颗粒污泥驯化得到的产电微生物与炭布制成的基底组成的阳极6置于阳极室4内；

4）最后，将阳极6和阴极5通过外接负载R连接，通过调节负载的大小和放电时间，控制银离子还原产生树枝状纳米银的速度和树枝状纳米银的尺寸大小。

实施例3：

1）首先，通过双极膜2将微生物电化学池1分隔为阴极室3和阳极室4；

2）其次，将0.05mol/L的含有游离银离子的水溶液置于阴极室3内，再将炭黑制成的阴极5置于阴极室3内；

3）然后，将含5mmol/L的淀粉水溶液置于阳极室4内，再将由厌氧颗粒污泥驯化得到的产电微生物与炭纸制成的基底组成的阳极6置于阳极室4内；

4）最后，将阳极6和阴极5通过外接负载R连接，通过调节负载的大小和放电时间，控制银离子还原产生树枝状纳米银的速度和树枝状纳米银的尺寸大小。