专利名称：水溶性单分散球形银纳米晶体的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种水溶性单分散球形银纳米晶体的合成方法，具体地说是利用添加剂辅助的柠檬酸钠还原可溶性银盐来制备水溶性单分散球形银纳米晶体的方法。
背景技术：
所有形貌的银纳米晶体中，只有球形银纳米晶体可以适用于Mie理论。Mie理论提供了一种分析Maxwell方程的方法。另外，球形银纳米晶体还有诸多应用，例如表面增强拉曼散射，单分子标记和识别等。在无数合成球形银纳米晶体的方法中，目前只有在有机溶剂中才可以得到单分散球形银纳米晶体。但是有毒的有机溶剂和有机配体，不利于它们的在生物等领域中的应用。目前，在水溶液中制备球形银纳米晶体还是一个难点，特别是直径尺寸大于10纳米的球形银纳米晶体。由于水溶性、单分散的球形银纳米晶体的制备困难，现 在还无法实现银纳米晶体对细胞毒性研究的定量分析。柠檬酸钠是一种生物相容性配体，并且容易被其他生物分子、抗体等替换，因此，柠檬酸钠配体稳定的球形银纳米晶体具有广大的应用前景。目前，在柠檬酸钠还原可溶性银盐来制备单分散的球形银纳米晶体的各种方法中，尽管操作简单，但是由于银的生长特点，得到的产物往往是不同形貌的银纳米晶体(例如，棒状，三角片及椭球形)的混合产物。尽管有的文献中，通过使用激光光分解辅助法来获得单分散的球形银纳米晶体，但不适用于大批量生产。
发明内容
本发明针对现有的柠檬酸钠还原可溶性银盐来制备单分散的球形银纳米晶体的不足，提供一种工艺简单、合成快捷的水溶性单分散球形银纳米晶体的合成方法。本发明的水溶性单分散的球形银纳米晶体的合成方法，包括以下步骤(I)使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、辅助添加剂和可溶性银盐分别配制成质量百分比浓度为1%的柠檬酸钠溶液、浓度为0. I毫摩尔/升-100毫摩尔/升的辅助添加剂溶液和质量百分比浓度为1%的可溶性银盐溶液；辅助添加剂是指能与银离子生成沉淀物的物质(如溴化铜、碘化钾、氯化钠、硫酸钠、磷酸钠、碳酸钠或硫化钠等)；可溶性银盐是指硝酸银或高氯酸银；(2)按体积比5-20:100:3-5:25的比例分别称取浓度为100毫摩尔/升的维生素C溶液以及步骤(I)配制的柠檬酸钠溶液、辅助添加剂溶液和可溶性银盐溶液；(3)将维生素C溶液加入正在加热沸腾的沸水中；(4)将柠檬酸钠溶液、辅助添加剂溶液和可溶性银盐溶液混合3-6分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中；(5)保持沸腾，加热回流I小时后冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。本发明采用添加剂辅助的柠檬酸钠还原可溶性银盐来制备单分散的球形银纳米晶体，相比较其它的合成方法，该方法操作简单，能够获得其它现有方法无法得到的高质量、水溶性单分散的球形银纳米晶体。
图I为实施例I所得的单分散的球形银纳米晶体的透射电镜照片。
具体实施例方式实施例I首先将所用玻璃器皿(三口烧瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小时后，用硝酸钠饱和溶液和高纯水清洗，烘干备用。使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、硝酸银和溴化铜分别配置成溶液，其中柠檬酸钠溶液的质量百分比浓度为1%，硝酸银溶液的质量百分比浓度为1%，溴化铜溶液的浓度为4毫摩尔/升。将三口烧瓶固定在加热台上并加入47. 5毫升的高纯水，迅速加热至沸腾。将50微升的维生素C (100毫摩尔/升)加入沸水中。然 后将I毫升柠檬酸钠溶液、50微升溴化铜和250微升硝酸银溶液混合3分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中。最后保持沸腾，加热回流I小时后，冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体，球形银纳米晶体的透射电镜照片如图I所示。实施例2本实施例与实施例的不同之处一是溴化铜溶液的浓度为10毫摩尔/升，二是将75微升的维生素C (100毫摩尔/升)加入沸水中，其余条件均与实施例I相同，同样可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例3本实施例与实施例的不同之处一是溴化铜溶液的浓度为10毫摩尔/升，二是将100微升的维生素C (100毫摩尔/升)加入沸水中，其余条件均与实施例I相同，同样可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例4首先将所用玻璃器皿(三口烧瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小时后，用硝酸钠饱和溶液和高纯水清洗，烘干备用。使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、硝酸银和碘化钾配成柠檬酸钠溶液、硝酸银溶液和碘化钾溶液，其中柠檬酸钠溶液的质量百分比浓度为1%，硝酸银溶液的质量百分比浓度为1%，碘化钾溶液的浓度为0. I毫摩尔/升。然后将50微升的维生素C (100晕摩尔/升)加入沸水中。然后将I晕升朽1檬酸钠溶液、30微升碘化钾溶液和250微升硝酸银溶液混合5分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中。最后保持沸腾，加热回流I小时后，冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例5本实施例与实施例的不同之处是将75微升的维生素C ( 100毫摩尔/升)加入沸水中，其余条件均与实施例4相同，同样可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例6本实施例与实施例的不同之处是将100微升的维生素C (100毫摩尔/升)加入沸水中，其余条件均与实施例4相同，同样可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例7
首先将所用玻璃器皿(三口烧瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小时后，用硝酸钠饱和溶液和高纯水清洗，烘干备用。使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、硝酸银和氯化钠配成柠檬酸钠溶液、硝酸银溶液和氯化钠溶液，其中柠檬酸钠溶液的质量百分比浓度为1%，硝酸银溶液的质量百分比浓度为1%，氯化钠溶液的浓度为100毫摩尔/升。然后将50微升的维生素C加入沸水中。然后将I晕升朽1檬酸钠溶液、40微升氯化钠溶液和250微升硝酸银溶液混合6分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中。最后保持沸腾，加热回流I小时后，冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例8本实施例与实施例的不同之处是将100微升的维生素C (100毫摩尔/升)加入沸水中，其余条件均与实施例7相同，同样可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例9
本实施例与实施例的不同之处是将200微升的维生素C ( 100毫摩尔/升)加入沸水中，其余条件均与实施例7相同，同样可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例10首先将所用玻璃器皿(三口烧瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小时后，用硝酸钠饱和溶液和高纯水清洗，烘干备用。使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、硝酸银和硫化钠配成柠檬酸钠溶液、硝酸银溶液和硫化钠溶液，其中柠檬酸钠溶液的质量百分比浓度为1%，硝酸银溶液的质量百分比浓度为1%，硫化钠溶液的浓度为0. I毫摩尔/升。然后将50微升的维生素C加入沸水中。然后将I毫升柠檬酸钠溶液、30微升硫化钠溶液和250微升硝酸银溶液混合4分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中。最后保持沸腾，加热回流I小时后，冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例11首先将所用玻璃器皿(三口烧瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小时后，用硝酸钠饱和溶液和高纯水清洗，烘干备用。使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、高氯酸银和硫酸钠配成柠檬酸钠溶液、硝酸银溶液和硫酸钠溶液，其中柠檬酸钠溶液的质量百分比浓度为1%，高氯酸银溶液的质量百分比浓度为1%，硫酸钠溶液的浓度为80毫摩尔/升。然后将50微升的维生素C加入沸水中。然后将I毫升柠檬酸钠溶液、30微升硫酸钠溶液和250微升硝酸银溶液混合5分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中。最后保持沸腾，加热回流I小时后，冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例12首先将所用玻璃器皿(三口烧瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小时后，用硝酸钠饱和溶液和高纯水清洗，烘干备用。使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、硝酸银和碳酸钠配成柠檬酸钠溶液、硝酸银溶液和碳酸钠溶液，其中柠檬酸钠溶液的质量百分比浓度为1%，硝酸银溶液的质量百分比浓度为1%，碳酸钠溶液的浓度为0. I毫摩尔/升。然后将50微升的维生素C加入沸水中。然后将I毫升柠檬酸钠溶液、100微升碳酸钠溶液和250微升硝酸银溶液混合5分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中。最后保持沸腾，加热回流I小时后，冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。实施例13首先将所用玻璃器皿(三口烧瓶和10毫升的小玻璃瓶)放入王水中浸泡2小时后，用硝酸钠饱和溶液和高纯水清洗，烘干备用。使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、高氯酸银和磷酸钠配成柠檬酸钠溶液、高氯酸银溶液和磷酸钠溶液，其中柠檬酸钠溶液的质量百分比浓度为1%，高氯酸银溶液的质量百分比浓度为1%，磷酸钠溶液的浓度为0. I毫摩尔/升。然 后将50微升的维生素C加入沸水中。然后将I毫升柠檬酸钠溶液、100微升磷酸钠溶液和250微升硝酸银溶液混合5分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中。最后保持沸腾，加热回流I小时后，冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。
权利要求
1.一种水溶性单分散的球形银纳米晶体的合成方法，其特征是，包括以下步骤 (1)使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、辅助添加剂和可溶性银盐分别配制成质量百分比浓度为1%的柠檬酸钠溶液、浓度为0. I毫摩尔/升-100毫摩尔/升的辅助添加剂溶液和质量百分比浓度为1%的可溶性银盐溶液；辅助添加剂是指能与银离子生成沉淀物的物质；可溶性银盐是指硝酸银或高氯酸银； (2)按体积比5-20:100:3-5:25的比例分别称取浓度为100毫摩尔/升的维生素C溶液以及步骤(I)配制的柠檬酸钠溶液、辅助添加剂溶液和可溶性银盐溶液； (3)将维生素C溶液加入正在加热沸腾的沸水中； (4)将柠檬酸钠溶液、辅助添加剂溶液和可溶性银盐溶液混合3-6分钟后，迅速加入含有维生素C的沸水中； (5)保持沸腾，加热回流I小时后冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。
全文摘要
一种水溶性单分散球形银纳米晶体的合成方法，具体包括以下步骤首先使用高纯水将所需原料柠檬酸钠、辅助添加剂和可溶性银盐配制成溶液；然后按体积比5-20:100:3-5:25的比例称取维生素C溶液以及柠檬酸钠溶液、辅助添加剂溶液和可溶性银盐溶液，将维生素C溶液加入正在加热沸腾的沸水中，将柠檬酸钠溶液、辅助添加剂溶液和可溶性银盐溶液混合3-6分钟后迅速加入含有维生素C的沸水中；最后保持沸腾，加热回流1小时后冷却至室温，即可获得单分散的球形银纳米晶体。相比较其它的合成方法，本发明提供的方法操作简单，能够获得其它现有方法无法得到的高质量、水溶性单分散的球形银纳米晶体。
文档编号B22F9/24GK102806358SQ20121031523
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者夏海兵, 李厚深, 陶绪堂 申请人:山东大学