形貌可控的納米Ag和Ag-ZnO復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、由于Ag納米材料本身具有極大優(yōu)越性,即具有獨(dú)特的光學(xué)性、高導(dǎo)電性、高催化性和高抗菌性,使其在光電材料、電極材料、催化材料及抗菌材料等領(lǐng)域中占有重要地位,而納米Ag這些優(yōu)異特性主要取決于其形貌和尺寸,因此,對納米Ag形貌可控制備研究成為納米材料研究熱點(diǎn)。本文采用微波輔助多元醇法,系統(tǒng)的研究了可控制備不同形貌納米Ag及形成機(jī)理,并以所得Ag納米線為原料,采用微波法和水熱法,研究了蠕蟲狀結(jié)構(gòu)Ag/ZnO和鞭炮狀結(jié)構(gòu)Ag/ZnO制備及其生長機(jī)理

2、。主要研究結(jié)果如下:
　　 1、以乙二醇(EG)為還原劑和溶劑,在表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,微波加熱快速制備了Ag納米顆粒。分別研究了反應(yīng)時(shí)間、微波功率、AgNO3濃度、PVP濃度對Ag納米顆粒的影響。結(jié)果表明:Ag納米顆粒分散性較好,且PVP能夠吸附于Ag晶體表面,防止Ag納米顆粒的團(tuán)聚。隨著反應(yīng)時(shí)間增加,PVP對Ag晶核的吸附作用大于晶核生長速度,有利于形成小尺寸Ag納米顆粒;而隨著微波功率和AgNO3濃度的

3、增加,其形核速度大于生長速度,從而有利于形成小尺寸Ag納米顆粒。
　　 2、以Na2S為控制劑,制備了Ag納米線和納米立方體。添加低濃度Na2S時(shí)可制備尺寸可控的Ag納米立方體。由于Ag2S膠體為n型半導(dǎo)體,低濃度下催化還原Ag+,加大Ag+還原速度,促使溶液中Ag原子過飽和狀態(tài),從而形成更多單晶晶種,在PVP吸附下而快速形成Ag納米立方體。而添加高濃度Na2S時(shí),可制備尺寸可控的Ag納米線。高濃度Ag2S膠體的形成減少了溶液中

4、自由Ag+濃度,導(dǎo)致Ag+還原速度減小,從而利于十面體孿晶晶種形成。由于PVP對晶種{100}晶面族的選擇吸附作用,使得十面體孿晶晶種各向異性生長而形成Ag納米線。隨著Na2S濃度的變大,可獲得尺寸較大的Ag納米線。
　　 3、以CuCl2為控制劑,可制備出尺寸可控Ag納米線。研究了CuCl2濃度、Cu2+存在等對Ag納米線的影響。結(jié)果表明:Cl-與Ag+形成AgCl膠體,減少溶液中Ag+的濃度,使得Ag原子還原速度減低,從而促

5、進(jìn)十面體孿晶晶種形成。隨著反應(yīng)進(jìn)行,AgCl不斷將Ag+釋放到溶液中。Cu2+被EG還原成Cu+,而Cu+被O2氧化成Cu2+以此不斷消耗O2,從而抑制十面體孿晶晶種被Cl-/O2蝕刻。這些晶種在PVP選擇吸附下快速長成Ag納米線。
　　 4、以前期所得Ag納米線、醋酸鋅、三乙醇胺(TEA)為原料,微波法合成蠕蟲狀A(yù)g/ZnO核殼結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是由ZnO(為殼)包覆Ag納米線(為核)生長而成。以前期所得Ag納米線、硝酸鋅、六次甲基