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纳米银制备方法概述中国消毒学杂志2007年第24卷第6期?561?文章编号:1001—7658(2007)06—0561—03

纳米银制备方法概述

代J,英许欣陈昭斌张朝武

(四川大学华西公共卫生学院,成都610041;1深圳市南山区疾病预防控制中心)

关键词纳米银;制备方法;生物学;抗菌

中图分类号:TG146.3+2文献标识码:A

纳米材料(Hallomateria1)又称为超微颗粒材料,由纳米微粒(nanoparticles)组成.粒子尺寸范围在1—100nm之间,处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,具有表面效应,小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这使纳米材料在光学,热学,电学,磁学,力学以及化学方面的性质和大颗粒固体材料有显着的不同.而纳米银材料作为21世纪新型的抗菌除臭剂是其中研究开发最为广泛的一种,包括单纯纳米级的银(Ag)单质颗粒组成的材料,以及银离子(Ag)附载于纳米级的载体(如纳米沸石,纳米磷灰石及多聚体等)上而成的材料.因这些纳米材料具有极大的比表面积,表面原子占总原子的百分比增加,且表面布满了阶梯状结构,此结构代表具有高表面能的不安定原子,这类原子提供了越来越多的吸附位点与作用位点,极易与外来原子通过化学键结合,因此材料吸附细菌,病毒及有机物等的能力大大提高,催化反应及其它化学反应活性也大大增强….在金属型纳米材料中,纳米银的抗菌能力远比铜(Cn),锌(Zn),锂(Ni),镁(Mg)等金属强.在化纤中加入少量纳米银,可以改善化纤制品的某些性能,并使其具有强杀菌能力.在氧化硅薄膜中掺杂适量的纳米银,可使镀膜的玻璃有一定的光致发光性;工业上用

纳米银作为某些化学反应的催化剂,可大大提高反应速度和效率等.故纳米银粉在抗菌材料,高效催化剂,润滑剂,光吸收材料,涂料,传感器,导电浆料,高性能电极材料等领域都具有广阔的应用前景,成为具有特殊性能的功能材料理论研究和应用开发的重要课题.

纳米银的制备及改进技术从纳米抗菌材料起始以来就成为研究者及开发商们广泛关注的热点.日本在纳米材料的制备及应用研究上起步较早,上世纪60年代日本首先用气体蒸发冷凝法制得了金属纳米微粒,到70年代日本学术界已将纳米这个尺度术语用到工程技术上;到80年代德国有人利用惰性气体蒸发原位加热法成功制备出具有清洁表面的纳米晶体材料j.纳米银粒的制备从原理及发展进程上来看主要可分直接制备法和间接制备法两大类.1直接法

该法是指直接从普通的银单质制备纳米银颗粒,主要有真空气体冷凝法?,溅射法,激光高温燃烧法,机械研磨法等,大多是较早期的纳米颗粒制备技术,近年来也有从中加以改进的各种方法.

【综述】

1.1激光制离法

在表面活性剂如十二烷基硫酸纳和十二烷基磺酸钠等存在下,用激光剥离银箔,可制出十分稳定的纳米银粒.研究表明,当纳米银粒表面遮覆2个分子厚的表面活性剂时,纳米银粒不发生团聚;田军等人采用532nln,10IIS的激光在丙酮,水,甲醇,异丙醇等溶剂中辐照银金属基体材料与溶液界面处,利用超短脉冲激光对金属材料消融,制备了银纳米粒子溶胶.激光法不涉及化学反应,制得的纳米银粒纯度较高,其中控制表面活性剂浓度和激光照射功率是制备纳米银的重要因素.ShinHS等探讨了在稳定剂聚乙烯吡咯烷

酮(PVP)存在下,通过一辐射制备纳米银颗粒三步法原理,同时得出颗粒大小随PVP含量的增加而增大,随其分子量的增大而减小的结论.

1.2高压磁控溅射法

在惰性气体中,于低温的衬底上,通过高压磁控溅射,可制出3—60nln的银粒.SendovaM等人用此法制备了含纳米银粒的二氧化硅薄膜.

1.3研磨法

机械研磨法也是一种较为简单常用的方法.有研究者在一196~C的低温下对银粉进行高能机械球磨,得到了平均粒径约为20nln的银颗粒粉末j.

1,4阳极电弧放电等离子体法J

该方法是对冷凝法的一种改进.阳极为纯的银金属,在惰性气体氛围中,阴极在高电流下发射电子,使惰性气体被电离形成稳定的等离子体.在点燃电弧后的很短时间内,阳极金属被加热熔融蒸发形成蒸汽,大量似颗粒状烟灰的阳极金属银蒸汽与周围惰性气体原子激烈碰撞,并向四周扩散,其中有带电粒子的反极扩散和中性粒子的自由扩散,扩散过程伴随着带电粒子与处于基态和激发态中性粒子的碰撞和库仑碰撞,粒子不断电离复合进行充分的能量和电荷交换.由于惰性气体的对流,在接近冷却收集筒过程中,金属蒸汽迅速损失能量而冷却,造成很高的局域过饱和,这将导致均匀的成核过程.在金属颗粒的形成过程中,首先出现的是原子簇,接着析出单分散晶核,最后是晶体的生长与凝聚,并经骤冷装置淬冷后迅速损失能量而形成纳米微粒沉积在