请详细介绍水溶性银纳米颗粒的制备方法。


水溶性银纳米颗粒(20nm)的制备方法多样,主要包括化学还原法、光化学法、水热法等,以下是对这些方法的详细介绍:
化学还原法
原理:在银前驱体(如硝酸银或硫酸银等银盐)溶液中加入适当的还原剂(如水合肼、N,N-二甲基甲酰胺、维生素C、柠檬酸钠、生物大分子等)和助剂,通过化学反应将银离子还原为银原子,形成银纳米颗粒。
操作步骤:
称取适量的硝酸银固体,溶解在去离子水中,得到一定浓度的银源溶液。
采用适当的还原剂溶解在去离子水中,得到还原剂溶液。还原剂溶液应临用新制,以确保其还原效果。
使用稳定剂(如聚乙烯吡咯烷酮PVP)溶解在去离子水中,得到稳定剂溶液。PVP的浓度可根据所需的粒径分布和稳定性来调整。
在烧杯中加入适量的银离子溶液,并在搅拌下缓慢加入还原剂溶液。
将反应溶液放置于温控水浴锅中,在适当温度下反应一定时间。反应时,溶液会从透明变为黄色或浅棕色,逐渐生成银纳米粒子。
当反应结束时,溶液呈现深色(通常是红色、黄色或棕色),表明银纳米粒子已经成功合成。
光化学法
原理:利用金属盐和还原剂在光照条件下制备银纳米颗粒。通过紫外线、可见光、激光等辐射源激发还原剂,将银离子还原为银纳米颗粒。
操作步骤:
量取一定量的硝酸银溶液于小烧杯中。
加入适量的柠檬酸钠溶液和少量水,使反应液总体积达到一定值。
在磁力搅拌下,将反应液置于紫外光反应器中照射一定时间,得到高分散性的银纳米粒子。
如需进一步调整粒径,可将得到的银纳米粒子置于可见光反应器中照射更长时间。
水热法
原理:在高温高压的条件下,使银离子在溶液中析出,形成银纳米颗粒。水热法利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的物质溶解,或反应生成该物质的溶解产物,通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体。
操作步骤:
以柠檬酸钠、硝酸银为原料,加入到高压釜中。
在高温高压条件下进行反应,使银离子析出并形成银纳米颗粒。
反应结束后,通过冷却、分离和洗涤等步骤得到纯净的银纳米颗粒。
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