相转移法制备银纳米粒子及其表征摘要本实验采用液相法低温制备水溶性银纳米粒子，以阴离子表面活性剂油酸钠作为保护 剂，川NaBH4还原AgNCh制备银纳米粒了采川相转移法制备油溶性银纳米粒了，通过改 变无机盐种类，把汕酸钠包覆的银纳米粒子从水相转移到异辛烷或环己烷中最后采用紫外 ■可见吸收光谱和TEM对制得的银纳米粒子进行表征，以确定其含量和形状关键字银纳米粒子弄辛烷环己烷相转移法NaBHq水溶性油溶性引言纳米材料是近年来化学、物理、材料学科研究的前沿领域，也是材料研究的热点 纳米银材料是一种新兴的功能材料，具冇奇特的物理化学性能，广泛应用于集成电路⑴、电 池电极囚、抗菌［3］、催化⑷、化学分析问等领域所以，纳米银的制备仍然是当今研究的热 点，受到众多科研工作者的重视纳米粒子由于具有量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧 道效应等而展现出许多特有的性质和功能，如具有体材料所不具备的导电特性、光电特性、 光催化能力及随粒径变化的吸收或发射光谱•纳米材料已被应用于各种发光与显示装置⑴纳米银的制备方法有物理法、热分解法⑹、化学还原法⑺汽生物化学法、气体冷凝法 "】、电化学法⑴】、微波还原法说】等，关键技术在于调控颗粒尺寸、获得窄粒度分布和特定 而均匀的晶型结构。
其小物理法操作复杂，对仪器和设备要求较高，而化学法具有设备简单、 操作方便和安全性高等特点，被大量采用特别是水相制备纳米粒子实验结呆重复性好，通 过改变实验条件可以调控粒子的浓度、形状及粒径分布赵士勇⑴〕等在没有特殊耍求的稳 定剂情况下，采用一步合成法，在水介质中用隸酸还原AgN03制备银纳米粒了，通过相转 移剂二甲基氯化钱作用转移到氯仿溶液中耿涛［⑷等以硝酸银和氨水为原料，利用乙二醇 在高温下的还原特性，在溶剂热条件卜制备了银纳米粒子，产品经XRD和TEM表征，所 制备的银纳米具有而心立方相的多晶结构，平均粒径在50 nm左右王旭珍〔叼等在乙醇水 溶液中，以AgNO3为原材料、聚乙烯毗咯烷酮为稳定剂，采用溶剂热还原法合成纳米银 通过改变乙醇和水的比例、AgNO3浓度和反应时间等，获得了尺寸均匀的准球形、立方体、 线状等不同形貌的银纳米颗粒张協宏［⑹等在8・14层硬脂酸银LB膜内，用电化学法制备 了纳米尺度的超微银粒子，检测到球形纳米银粒子直径在2〜3 nm Z间粱海春〔⑺等在SDS- 正己醇•环己烷或卬苯•水微乳体系中，川水合肘还原硝酸银制备纳米银时发现，不同溶剂对 银纳米粒子的粒径分布有不同彩响。
本实验采用液相法低温制备银纳米粒子，以阴离子表面活性剂汕酸钠作为保护剂，用 NaBH4还原AgNO?,研究了不同无机盐和有机溶剂对■制备油溶性银纳米粒子的影口向采用 相转移法制备油溶性银纳米粒子，通过改变无机盐种类，把油酸钠包覆的银纳米粒子从水相 转移到异辛烷或环己烷中1实验部分1.1仪器与试剂1.1.1仪器透射电子显微镜，紫外可见分光光度计，分析天平，电磁加热搅拌器，棕色酸式滴定管, 表面1111,培养皿，烧杯，移液管，铁架台，试管刷，石英比色皿，Fonnva膜铜网，碳膜铜 网1.1.2试剂硝酸银(A.R.),氢氧化钠(A.R.),硼氢化钠(A.R.),油酸(A.R.),油酸钠(A.R.),异辛烷(A.R.), 环己醇(A.R.), NaH2PO4-2H2O(A.R.), NaCl(A.R.), KC1(A.R.), MgCl2-6H2O(A.R.), A1C13(A.R.), CaCb(粗盐)，高纯水，EDTAo1.2实验原理本实验采用液相法低温制备水溶性银纳米粒子4AgNO3+3NaBH4+4NaOH - 4Ag+4NaNO2+3NaBO2+2H2O+6H2T，然后相转移法制备油溶性银纳米粒了，通过改变乳化 剂浓度、无机盐种类及浓度，把汕酸钠包覆的银纳米粒子从水相转移到异辛烷或环己烷中。
银纳米粒子在紫外可见光范围可产生吸收，故可通过紫外■可见吸收光谱测定银纳米粒子的 含量；采用TEM可检测银纳米粒子的大小、形状、粒子数目、分散度等性质1.3实验过程1.3.1前期准备配制500 ml 1 X W3 mol-f1的油酸钠溶液,40C保存待用：分别配制2X103 mol f1 AgNOs和1.6XW2mol L-1NaBH4溶液；制备25 ml含5 X 10*4 mol-L1汕酸钠(低于油酸钠 的临界胶束浓度)的8XW3 molflNaBH4水溶液；配制1.25XW3M油酸钠溶液1.3.2水溶性银纳米粒子的制备取5X101 mol-L1油酸钠（低于油酸钠的临界胶束浓度）的8X IO 3 mol-L"lNaBH4水溶液 20 mL,在冰水浴中冷却20 min在剧烈搅拌下于冰水浴中滴加20 mL2X10-3 mol-L1 AgNO3 溶液，滴加时间控制在30 min滴加完成后，搅拌2h反应结束后，将纳米粒子溶胶用蒸 懈水稀释6倍，用紫外可见分光光度计检测银纳米粒子的含量1.3.3油溶性银纳米粒子的制备取水溶性样品溶液10 ml,油酸钠溶液10 ml,有机溶剂（环己烷或异辛烷）20 ml,在冰 水浴下剧烈搅拌1 h,加入一定量（2 g左右）的无机盐（K2HPO4、BaCb、Ba（NO3）2、ZnSO4） 诱导纳米粒子进行相转移，搅拌1 ho分液后取上层汕溶性银纳米粒子有机溶胶，用对应的 有机溶剂定量稀释3倍，用紫外可见分光光度计检测银纳米粒子的含量。
1・3・4银纳米粒子的表征采用TEM对所制备的水溶性和油溶性银纳米粒子进行表征2结果与讨论2.1实验现象及催化剂和有机溶剂对实验的影响在水溶性银纳米粒子的制备过程中，随着AgNO?的加入，述原剂（NaBH4冰溶剂颜色逐 渐由无色变为浅黄色，最后变为棕色在制备油溶性银纳米粒了时，无机盐的作用是诱导银 纳米粒子进行相转移在加入有机溶剂后溶液分层，上层为有机层从图1中可观察到，使 用不同无机盐处理的溶液，有机层颜色深浅不--样，说明所含银纳米粒子的含量不一致，这 是山于银纳米粒子在进行相转移时不同无机盐对其的诱导能力不同且无论溶剂是环己烷还 是界辛烷,K2HPO4和ZnSO4对银纳米粒子相转移过程的催化能力最差，相转移缓慢且不完 全；对于ZnSO4,冇机层还会产生乳化现彖；同时，冇机溶剂对银纳米粒了相转移的速率和 程度无明显影响（表1）表1不同催化剂和溶剂对实验结果的影响溶剂催化剂结果环己烷K2HPO4+BaCl2XBa(NO3)2XZnSO4*异辛烷K2HPO4+BaCl2XBa(NO3)2XZnSO4*左：相转移催化剂为BaCl2 中：相转移催化剂为K2HPO4 右：相转移催化剂为ZnSO4图1使用不同催化剂时银纳米粒子在溶液中的分布2.2紫外•可见吸收光谱分析从紫外-可见吸收光谱（图2,图3）中可以看出（以K2HPO4,异辛烷为例），木实验制备出的银纳米粒子在400 nm左右产牛共振吸收，这是银纳米粒子的特征吸收峰。
吸收峰的半宽度校宽，说明银纳米粒了的粒了尺寸分布较广，相对而言，油溶性银纳米粒了较水溶性 银纳米粒子的半宽度略有减小这表明油溶性银纳米粒子的尺寸分布较为集中，其吸收峰较弱，制备出的水溶性银纳米粒了的浓度较人图2水溶性银纳米粒子紫外-可见吸收光谱 图3油溶性银纳米粒子紫外-可见吸收光谱（K2HPO4）2.3水溶性及油溶性银纳米粒子的TEM分析从银纳米粒了 TEM谱图中可看出，银纳米粒子为球状，仇其形状与溶剂和催化剂种类 无关（图4-8）o但银纳米粒了的粒径和聚集状态与溶剂和催化剂种类有着密切关系，银纳米 粒子在水相和界辛烷中较为分散，粒子大小较均一，粒径在20 nm左右（图4,7）o而在坏己 烷中，银纳米粒子粒径在10〜30 nm不等，粒子团聚程度大，团状聚集物直径达500 nm（图 8）同吋，在同一溶剂中，不同催化剂所诱导的相转移产生的油溶性银纳米粒子的聚集状态 也略冇不同（图6,7）, BaCL作为催化剂的油溶性银纳米粒子较为分散，粒径较为均一，约为 20 nm, [ft K2HPO4作为催化剂的汕溶性银纳米粒了团聚程度相对较人，粒了生长呈网状结 构向周围延伸图6油溶性银纳米粒子TEM谱图（异辛烷，K2HPO4）图4水溶性银纳米粒子TEM谱图（异辛烷）Direct Mag: ISMOOkTill图5水溶性银纳米粒子TEM谱图（环己烷）图7油溶性银纳米粒子TEM谱图（异辛烷，BaCl2）street itag： eoooea3结论在本实验中，我们采用液相法低温制备银纳米粒子，以阴离子表面活性剂汕酸钠作为保 护剂，用NaBH4还原AgNO3；采用相转移法制备油溶性银纳米粒子，研究了不同无机盐和 有机溶剂对制备油溶性银纳米粒子的影响。
我们发现，银纳米粒子为球状，门其形状与溶剂 和催化剂种类无关，但银纳米粒了的粒径和聚集状态与溶剂和催化剂种类冇着密切关系其 在水相和异辛烷中较为分散，且BaCb的催化效果最好，具有相转移的速率较快、转移较为 完全、所获得的银纳米粒子较为分散和粒径较为均一等优点参考文献|1| Kotthaus S, et al. [J]. Transactions on Components and Packaging Technologies, 1997, 20(\), 15-20.[2] Klaus T, et al. [J].Trends in Biotechnology. 2001, /9(1)? 15-20.[3] Cho K H, ct al. [J]. Electrochimica Acta, 2005, 51, 956-960.[4] Claus R et al. [J]. Physical Chemistry 仗 1999, 703(14), 2766-2775.[5] Compagnini G, et al. [J]. Chemical Physics Letters, 1997, 272, 453-458.|6] Yang N J, et al. [J]. Physical Chemistry, 1996,100(24), 10235-10242.[7] Zhai X, et al. [J], Physical Chemistry, 1996, 700(24):10235-10242.[8] Jana N R, ct al. [J]. Chemical Communications, 2001, 7, 617-61 &[9] Gardea Torresdey J L, et al. [J]. Nemo Letters, 2002, 2(4), 397-401.[10] Baker C, et al. [J]. Nanoscience and Nanotechnology, 2005, 5(2), 244-249.|11| Mazur M, et al. [J]. Electrochemistiy Communications, 2004, 6, 400-403.[12] Yin H, et al. [J]. Materials Chemistry and Physics. 2004, 83, 66-270.[13] Zhao S.Y., Che n S・ H., Li。