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1、,纳米银,科学08-4徐亚茜14085666,.,1,纳米银的概念,1,.,2,概念,纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质，粒径小于100nm，一般在25-50nm之间。纳米银的性能与其粒径有直接关系。研究发现，粒径越小，价态越高，杀菌性能越强。,.,3,纳米银的概念,1,纳米银的结构,2,.,4,结构,银纳米粉的XRD 图谱,.,5,结构,银纳米粉的TEM 照片(a)和相应的选区电子衍射花样(b),.,6,纳米银的特性,3,纳米银的概念,1,纳米银的结构,2,.,7,特性：,纳米银粉与普通银粉相比，由于其尺寸介于原子簇和宏观微粒之间，因此也具有纳米材料的表面效应、
2、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等许多宏观材料所不具备的特殊性质。,.,8,特性,表面效应：由于银由大颗粒变成超细粉后，表面积增大，表面原子数目增多而产生的效应。,表面原子数相对于,总原子数比例（%）,粒径（nm）,.,9,特性,纳米银粉的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大。比表面积也随之变化，由此会导致其一系列热力学性质的变化。,.,10,特性,体积效应：指体积缩小，粒子内的原子数目减少而造成的效应。随着纳米银粉颗粒中原子数的减少，能带中的能级间隔将加大，一些电、磁、热等性能都会发生异常。,量子尺寸效应：颗粒尺寸减小时，本来是准连续能带将分裂成不连续的能级。当分立能级之间
3、的间距大于热能、磁能、静电能。光子能量、超导态的凝聚能，产生的异于宏观物体的效应。,量子尺寸效应：颗粒尺寸减小时，本来是准连续能带将分裂成不连续的能级。当分立能级之间的间距大于热能、磁能、静电能。光子能量、超导态的凝聚能，产生的异于宏观物体的效应。,.,11,纳米银的特性,3,纳米银的制备方法,4,纳米银的概念,1,纳米银的结构,2,.,12,实验室制法物理方法化学方法,制备方法,要求：表面干净，能够控制颗粒形状 、粒径和粒径分布，易于分离和收集 ，生产率高。,.,13,实验室制法,.,14,物理方法,物理粉碎法是通过机械粉碎、超声波、电火花爆炸等方法将原料粉碎得到纳米银粒子。通过在惰性气体中
4、，于低温的衬底上，采用高压磁控溅射，可以制出含纳米银粒子的二氧化硅薄膜。,此方法的特点是操作简单易行、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀，且不容易获得较小粒径的产品。,物理粉碎法,.,15,物理方法,真空冷凝法是在真空或惰性气体氛围中，用加热、激光、电弧高频感应等方法产生高温，使银原料气化或形成等离子体，然后骤冷使之凝结得到纳米银粒子。,此方法具有纯度高、结晶组织好、粒度可控的优点，但技术设备要求高，一般要求纯度很高的银原料，且存在着纳米银粒子聚结的缺点。,真空冷凝法,.,16,物理方法,机械球磨法是以粉碎与研磨为主体，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米银粒子。在-196的低温下
5、对银粉进行高能机械球磨，可以得到纳米银粒子。,机械球磨法的优点是操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。,机械球磨法,.,17,化学方法,还原法 银离子极易被还原，常用的还原方法有化学还原法、电化学还原法和光化学还原法。,化学还原法是制备超细粉体纳米银粒子的有效和常用的方法之一。一般是指在液相条件下，通过氧化还原方法，制备出纳米银粒子。,电化学还原法是在一定的电势下，高价态的银离子可以被还原为零价态。在电解还原的同时，电解液中存在某种稳定剂，将还原出来的银离子保护起来，从而形成分散的纳米银粒子。,光还原法是在有机物存在条件下，将银阳离子通过光照，由有机物产生的自由基使银阳离子还原而产生
6、纳米银粒子。,.,18,化学方法,刘春华等人采用硝酸银溶液和氨水，气-液两相反应制得了纳米银粒子。主要制备过程为：将50 mL硝酸银溶液加入锥形瓶中，同时将50 mL氨水加人到另一个锥形瓶中。氨气在室温2628挥发，缓缓的流进装有硝酸银溶液的锥形瓶中，在溶液表面和硝酸银溶液发生缓慢的反应，反应温度约为3840。,此方法实验条件简单，试剂易得，成本低廉，而且制得的纳米银粒子粒径很小，平均粒径约为10 nm，不足之处就是反应时间较长。,气-液两相法,.,19,化学方法,水热合成法是在高温高压下，在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米银粒子。水热法系是指在高压釜里的高温、高压反应环境中，
7、采用水作为反应介质，使难溶或不溶的物质溶解、反应、重结晶而得到理想的产物。,水热法与一般的湿化学法相比较，具有产品纯度高，分散性好、晶形好且粒度易控制等优点。,水热合成法,.,20,化学方法,沉淀法是把沉淀剂加入到盐溶液中，通过化学反应使原料的有效成分生成沉淀，然后经过滤、洗涤、干燥、烘干得到纳米银粒子。在聚乙烯基吡咯烷酮存在的条件下，用环六亚甲基四胺还原银离子水溶液，得到了的纳米银粒子。,该法是目前使用非常广泛的一种方法，其优点是工艺流程短、操作简便、原料容易获得，但易引人杂质，纯度低，粒径大，难以制备出比较小粒径的纳米银粒子。,沉淀法,.,21,化学方法,微乳液法是通过互不相溶的溶剂在表面
8、活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后制得纳米银粒子。微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂(醇类)、油(碳氢化合物)和水(电解质水溶液)组成的透明、各相同性的热力学稳定体系。,微乳液法,微乳液法的优点是能够控制纳米银粒子的粒径尺寸、几何学、形态学等特性，且具有实验装置简单、易于操作、能耗低，不易发生团聚等优点，所得纳米银粒子的粒径分布窄、形态规则，单分散、界面性和稳定性好。,.,22,化学方法,溶胶-凝胶法是将金属银化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米银粒子。方法实质是前驱物在一定条件下水解成溶胶，再制成凝胶，经干燥纳米材料热处理后得到所需的纳米银粒
9、子。,溶胶-凝胶法,此方法的优点是过程易控制，反应温度低，反应物种多，纳米银粒子的晶形和粒度可控，产物颗粒均一，纯度高，副反应少。,.,23,纳米银的特性,3,纳米银的制备方法,4,纳米银的概念,1,纳米银的应用,5,纳米银的结构,2,.,24,纳米银的应用,纳米银可以用作多种反应的催化剂。钱国铢等采用银纳米粒子为催化剂，将5mI 对硝基苯甲酸(1mmolL)水溶液与8mL硼氢化钠(2mmolL)溶液混合，再加入0.5mL银溶胶，在室温进行催化反应。当催化剂用量为0.5mL时，约有7 的对硝基苯甲酸转化为产物；增加催化剂用量至4mI ，则对硝基苯甲酸几乎完全被还原，可见纳米尺度的银粒子在室温下
10、可极大地加速对硝基苯甲酸的还原过程。,催化作用,.,25,纳米银的应用,自古以来，银就被用于加速伤口愈合、治疗感染、净化水和保存饮料，用银器存放食物，可防止细菌生长，但银离子在溶液中的不稳定性限制了其推广应用。纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型抗菌产品，比Ag 具有更稳定的物理化学特性，有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果，且具有广谱抗菌、强效杀菌、渗透性强、修复再生、抗菌持久、安全无毒、无耐药性七大抗菌特点，是很好的抗菌药品。,抗菌作用,.,26,纳米银的应用,.,27,纳米银的应用,由于纳米银具有良好的导电性，因此可以把纳米银制成导电油墨以满足各种印制电子产品的需要，如RFID的超高频天线、薄膜键盘与开关、电池测试器、挠性显示器、电磁波屏蔽材料等。,导电作用,.,28,纳米银的应用,.,29,纳米银的应用,据报道，用70nm的银粉制成的轻烧结体作热交换材料，可以使制冷机工作温度达到0.010.003K，效率较传统材料高30%。将纳米银引入超导材料的合成中，大大推动了超导领域的发展。由于纳米银粒子表面等离子振荡吸收峰附近具有超快的非线性光学响应，科学家发现把纳米银掺杂在半导体或绝缘体中，可获得较大的非线性极化率。利用这一特性可制作光电器件，如光开关、高级光学器件的颜色过滤器等。,其他作用,.,30,Thank You,.,31,
