CN107442132B - 一种Ag@Cu2O核壳纳米粒子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Ag@Cu2O核壳纳米粒子及其制备方法,属于无机材料领域。该Ag@Cu2O核壳纳米粒子由三角形Ag纳米盘(核)和Cu2O(壳)组成。该Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备方法为一种基于毛细管微反应器的连续法,具体过程如下:(1)将可溶性铜盐水溶液和碱金属氢氧化物水溶液同时通入一个具有2个入口的毛细管微反应器,在一定停留时间下反应;(2)反应物料从毛细管微反应器出口流出后,直接进入一个具有3个入口的毛细管微反应器,该毛细管微反应器的另外两个入口分别通入抗坏血酸水溶液和含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液;(3)反应物料从毛细管微反应器流出后,经过离心、洗涤、干燥,最终制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子。本发明具有过程连续、工艺简单、水相体系、反应条件温和、重复性好等优点。
Description
技术领域
本发明属于无机材料领域,涉及一种Ag@Cu2O核壳纳米粒子及其制备方法。
背景技术
氧化亚铜作为一种对可见光响应的p型半导体材料,因其具有无毒、原料来源广泛、制备工艺简单、生产成本低廉等优点,引起了人们极大的研究兴趣。与常见的光催化剂TiO2相比,氧化亚铜禁带宽度仅为2.2eV,吸收波长为563nm的光子即可被激发。因此,以氧化亚铜为催化剂可直接利用可见光催化降解有机污染物。然而,在光催化降解有机物过程中,氧化亚铜表面光激发的光致电子与空穴十分容易复合湮灭,大大降低了光催化效率。为了提高光催化效率,减小光致电子与空穴的复合几率,最有效的方法之一为将贵金属与氧化亚铜复合,形成贵金属-氧化亚铜异质结构。由于贵金属的费米能级低于氧化亚铜,在氧化亚铜导带上产生的光致电子将向贵金属表面转移,从而有效阻止了光致电子与空穴的复合湮灭。在所有贵金属中, Ag由于相对低廉的价格和极强的局域表面等离子体共振效应,常常被用来与氧化亚铜复合,从而提高其光催化性能。
目前关于Ag-Cu2O纳米复合材料的研究大多集中在以Cu2O为核、Ag为壳的Cu2O@Ag核壳结构。Zhang等人的研究“Photocatalytic performance of Cu2O and Ag-Cu2Ocomposite octahedral prepared by a propanetriol-reduced process,Appl.Phys.A-Mater.,2014, 117:2189-2196”,在水-丙三醇双相体系中,以尿素为还原剂还原醋酸铜,同时加入适量的硝酸银,在180℃的条件下水热10小时,得到 Ag-Cu2O八面体纳米粒子。该方法为间歇式操作,温度高,能耗大,耗时长,而且采用油相,使得后续分离繁琐,限制了该方法的广泛应用。
Chu等人的研究“One-step hydrothermal synthesis of Ag/Cu2Oheterogeneous nanostructures over Cu foil and their SERS applications, RSCAdv.,2014,4:6055”,将铜箔浸入AgNO3溶液中,在120度下煅烧12小时,合成Cu2O@Ag核壳结构纳米粒子。该方法为间歇式操作,合成的Cu2O@Ag核壳结构纳米粒子中会有Cu残留,造成产品不纯。此外,同样存在合成温度高、反应时间长、能耗大等问题。
同时,以Ag为核、Cu2O为壳的Ag@Cu2O核壳结构也被广泛制备。Jing等人的研究“Epitaxial Growth of Cu2O on Ag Allows for Fine Control Over ParticleGeometries and Optical Properties of Ag-Cu2O Core-Shell Nanoparticles,J.Phys.Chem.C,2014,19948-19961”,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂,用乙二醇还原醋酸银,合成银纳米立方,再用水合肼还原硝酸铜,使之在银纳米立方的表面定向外延生长。该方法为间歇式操作,耗时长,而且采用油相,使得后续分离困难。
Li等人的研究“Ag@Cu2O Core-Shell Nanoparticles as Visible-LightPlasmonic Photocatalysts,ACS Catal.,2013,3(1):47-51”,以Ag纳米球为核、Cu2O纳米粒子为壳,合成了Ag@Cu2O核壳纳米粒子。该制备过程在传统中进行,过程不连续,合成时间2个小时以上。综上所述,到目前为止,尚未有文献报道以三角形Ag纳米盘为核、Cu2O为壳的结构的合成。
为了克服传统方法间歇生产、工艺复杂、批次间产物粒径不均匀、形貌不均一的缺点,需要找到一种既可以连续大批量生产,增加效率,缩短时间,又能够保持得到粒径形貌均一的纳米粒子的方法。微通道反应器作为21世纪90年代兴起的前沿技术,不仅可以强化传质和传热,而且还可以连续大规模工业化生产,引起了人们广泛的关注。由于微通道反应器的微尺度,可以精确控制每一个液滴的成核、生长,所以在材料合成方面有其独特的优势,使产品粒径更加均一。同时反应流体可以快速混合,混合时间短于反应时间,形成稳定均一的反应环境,而且没有返混,也使得到的纳米粒子具有窄的粒径分布,而且产物可以及时移出,从而减少团聚。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,基于毛细管微反应器,提供一种 Ag@Cu2O核壳纳米粒子(三角形Ag纳米盘为核、Cu2O为壳)及其制备方法。本发明的优点是过程连续、工艺简单、水相体系、反应条件温和、重复性好等优点。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
(1)制备含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液;
(2)将可溶性铜盐水溶液与碱金属氢氧化物水溶液以相同流量通入具有两个入口的毛细管微反应器I,在一定停留时间下反应,得到含四羟基合铜络离子(Cu(OH)4 2-)的反应物料;
(3)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I出口流出后,直接进入一个具有3个入口的毛细管微反应器II,该毛细管微反应器II的另外两个入口以相同流量分别通入抗坏血酸水溶液以及含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液,在一定停留时间下反应;
(4)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子。
上述技术方案中,含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液的制备过程如下:(1)在避光条件下,配置含AgNO3、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、H2O2的水溶液,其中AgNO3的摩尔浓度为0.0005-0.0015mol/L,优选0.0007-0.0012mol/L;十二烷基硫酸钠与AgNO3的摩尔比范围为7:1-25:1,优选10:1-20:1;H2O2与AgNO3的摩尔比范围为 50:1-500:1,优选150:1-400:1;柠檬酸钠与AgNO3的摩尔比范围为 1:0.7-1:0.1,优选1:0.5-1:0.2;NaBH4与AgNO3的摩尔比范围为1:1-4:1,优选为1:1-3:1;(2)将NaBH4配置成水溶液,用NaOH将该水溶液 pH值调节至10-12;(3)将含AgNO3、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、 H2O2的水溶液与含NaBH4的水溶液混合均匀,得到含有单分散三角形Ag纳米盘的水溶液。
上述技术方案中,可溶性铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜或醋酸铜中的一种或几种;所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种。
上述技术方案中,在可溶性铜盐水溶液中,铜离子(Cu2+)的摩尔浓度为0.003-0.02mol/L,优选为0.005-0.0015mol/L;铜离子与碱金属氢氧化物水溶液中氢氧根离子(OH-)的摩尔比范围为1:50-1:350,优选为1:100-1:200。
上述技术方案中,在抗坏血酸水溶液中,抗坏血酸和铜离子的摩尔比范围为2:1-10:1,优选为4:1-8:1。
上述技术方案中,在含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液中,Ag 与铜离子的摩尔比范围为1:1.5-1:6,优选为1:2.5-1:4.5。
上述技术方案中,在毛细管微反应器I内,可溶性铜盐水溶液与碱金属氢氧化物水溶液的流量相同,均为0.1-2mL/min,优选为0.3-1.5 mL/min;在毛细管微反应器II内,抗坏血酸水溶液与含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液的流量相同,均为0.1-2mL/min,优选0.3-1.2 mL/min。
上述技术方案中,毛细管微反应器I由两条入口通道与一条反应通道组成,其中两条入口通道的水利直径相同,为0.2-1mm;反应通道的水利直径与入口通道相同或不同,为0.2-1mm,反应通道长度为 50-200mm。
上述技术方案中,毛细管微反应器II由三条条入口通道与一条反应通道组成,其中三条入口通道的水利直径相同,为0.2-1mm;反应通道的水利直径与入口通道相同或不同,为0.2-1mm,反应通道长度为10-300mm。
本发明制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子粒径范围为50-100nm。
本发明与现有技术相比,具备突出的实质性特点和显著的进步,具体为:
1.过程连续、反应条件温和、耗时短、采用水相体系、工艺简单,制备得到的Ag@Cu2O核壳纳米粒子产率高、结果重复稳定。
2.通过改变流入微通道反应器II的各个入口处液体的流量,可实时在线改变Ag@Cu2O核壳纳米粒子Ag的掺杂量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图,其中,1为液体进口通道Ⅰ,2为液体进口通道II,3为毛细管微反应器Ⅰ,4为毛细管微反应器II,5、 6、10、11为第一、第二、第三、第四注射泵,7为进口通道IV,8 为进口通道III,9为进口通道V。
图2为本发明中制备的单分散三角形Ag纳米盘的透射电子显微镜照片。
图3为本发明实施例1制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子的透射电子显微镜照片。
图4为本发明实施例1制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子的XRD 示意图。
图5为本发明实施例2制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子的透射电子显微镜照片。
图6为本发明实施例3制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子的透射电子显微镜照片。
图7为本发明对比例1制备的Ag@Cu2O纳米粒子的透射电子显微镜照片。
图8为本发明对比例2制备的Ag@Cu2O纳米粒子的透射电子显微镜照片。
图9为本发明对比例2制备的Ag@Cu2O纳米粒子的透射电子显微镜照片。
图10为本发明实施例1制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子光催化降解甲基橙的动力学示意图。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明。
毛细管微反应器I由两条入口通道与一条反应通道及一个出口组成,其中两条入口通道的水利直径相同,为0.2-1mm(在此为0.6nm);反应通道的水利直径与入口通道相同或不同,为0.2-1mm(在此为 0.6nm),反应通道长度为50-200mm(在此为700mm)。
毛细管微反应器II由三条条入口通道与一条反应通道及一个出口组成,其中三条入口通道的水利直径相同,为0.2-1mm(在此为0.6nm);反应通道的水利直径与入口通道相同或不同,为0.2-1mm(在此为 0.6nm),反应通道长度为10-300mm(在此为700mm)。
毛细管微反应器I的出口与毛细管微反应器II的一个入口相连。
实施例1
1.制备单分散的三角形Ag纳米盘,即由AgNO3与NaBH4在柠檬酸钠和十二烷基硫酸钠的存在下,制备出SDS保护的三角形Ag 纳米盘,具体操作步骤如下:
(1)避光条件下将0.0170g AgNO3溶于200mL去离子水中,配成 0.0005mol/L的溶液,向其中加入0.600g SDS,以及0.1080g柠檬酸钠,搅拌10分钟,使之充分混合;
(2)将0.0076g NaBH4溶于200mL冰去离子水中,配成0.001mol/L 的溶液,冰浴10min,加入1mol/L的NaOH溶液4mL,保持溶液 pH约为11.5,搅拌均匀;
(3)向(1)所得溶液中加入质量浓度30%H2O2溶液6mL,搅拌均匀;
(4)将(2)与(3)所得溶液混合均匀,制得单分散的三角形Ag纳米盘,如图2所示,可以看出Ag纳米盘的边长约为50nm。
2.Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备,具体操作步骤如下:
(1)将0.008mol/L的CuSO4溶液和1mol/L的NaOH溶液均以0.5 mL/min的流量通过注射泵注入毛细管微反应器I内混合和反应,得到含有四羟基合铜络离子的反应物料;
(2)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I流出后,直接进入毛细管微反应器II的一个入口,毛细管微反应器II的另两个入口分别以1mL/min的流量通入含三角形Ag纳米盘的水溶液和1 mol/L的抗坏血酸水溶液;
(3)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其透射电子显微镜照片及XRD 图谱如图3和4所示,可以看出Ag纳米粒子被Cu2O均匀的包覆, Ag@Cu2O核壳纳米粒子的粒径约为100nm。
实施例2
Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备:
(1)将0.008mol/L的CuSO4溶液以及1mol/L的NaOH溶液分别以 0.5mL/min和0.7mL/min的流量通过注射泵注入微通道反应器I内混合反应,得到含有四羟基合铜络离子的反应物料。
(2)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I流出后,直接进入毛细管微反应器II的一个入口,毛细管微反应器II的另两个入口分别以1mL/min的流量通入实施例1制备的含三角形Ag纳米盘的水溶液和1mol/L的抗坏血酸水溶液;
(3)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其透射电子显微镜照片图5所示,可以看出Ag纳米粒子被Cu2O均匀的包覆,Ag@Cu2O核壳纳米粒子的粒径约为200nm。
实施例3
1.制备单分散的三角形Ag纳米盘,即由AgNO3与NaBH4在柠檬酸钠和十二烷基硫酸钠的存在下,制备出SDS保护的三角形Ag 纳米盘,具体操作步骤如下:
(1)避光条件下将0.0170g AgNO3溶于200mL去离子水中,配成 0.0005mol/L的溶液,向其中加入0.600g SDS,以及0.1320g柠檬酸钠,搅拌10分钟,使之充分混合;
(2)将0.0076g NaBH4溶于200mL冰去离子水中,配成0.001mol/L 的溶液,冰浴10min,加入1mol/L的NaOH溶液4mL,保持溶液 pH约为11.5,搅拌均匀;
(3)向(1)所得溶液中加入质量浓度30%H2O2溶液6mL,搅拌均匀;
(4)将(2)与(3)所得溶液混合均匀,制得单分散的三角形Ag纳米盘。
2.Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备,具体操作步骤如下:
(1)将0.008mol/L的CuSO4溶液和1mol/L的NaOH溶液均以0.5 mL/min的流量通过注射泵注入毛细管微反应器I内混合和反应,得到含有四羟基合铜络离子的反应物料;
(2)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I流出后,直接进入毛细管微反应器II的一个入口,毛细管微反应器II的另两个入口分别以1mL/min的流量通入含三角形Ag纳米盘的水溶液和1 mol/L的抗坏血酸水溶液;
(3)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其透射电子显微镜照片如图6所示,可以看出Ag纳米粒子被Cu2O均匀的包覆,Ag@Cu2O核壳纳米粒子的粒径约为100nm。
对比例1
1.制备单分散的三角形Ag纳米盘,即由AgNO3与NaBH4在柠檬酸钠和十二烷基硫酸钠的存在下,制备出SDS保护的三角形Ag 纳米盘,具体操作步骤如下:
(1)避光条件下将0.0170g AgNO3溶于200mL去离子水中,配成 0.0005mol/L的溶液,向其中加入0.600g SDS,以及0.1080g柠檬酸钠,搅拌10分钟,使之充分混合;
(2)将0.0076g NaBH4溶于200mL冰去离子水中,配成0.001mol/L 的溶液,冰浴10min,加入1mol/L的NaOH溶液4mL,保持溶液 pH约为11.5,搅拌均匀;
(3)向(1)所得溶液中加入质量浓度30%H2O2溶液3.2mL,搅拌均匀;
(4)将(2)与(3)所得溶液混合均匀,制得单分散的三角形Ag纳米盘。
2.Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备,具体操作步骤如下:
(1)将0.008mol/L的CuSO4溶液和1mol/L的NaOH溶液均以0.5 mL/min的流量通过注射泵注入毛细管微反应器I内混合和反应,得到含有四羟基合铜络离子的反应物料;
(2)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I流出后,直接进入毛细管微反应器II的一个入口,毛细管微反应器II的另两个入口分别以1mL/min的流量通入含三角形Ag纳米盘的水溶液和1 mol/L的抗坏血酸水溶液;
(3)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其透射电子显微镜照片图7所示,可以看出Ag纳米粒子被Cu2O包覆的不完全,Ag@Cu2O纳米粒子的粒径约为100nm。
对比例2
1.制备单分散的三角形Ag纳米盘,即由AgNO3与NaBH4在柠檬酸钠和十二烷基硫酸钠的存在下,制备出SDS保护的三角形Ag 纳米盘,具体操作步骤如下:
(1)避光条件下将0.0170g AgNO3溶于200mL去离子水中,配成 0.0005mol/L的溶液,向其中加入0.600g SDS,以及0.1080g柠檬酸钠,搅拌10分钟,使之充分混合;
(2)将0.0076g NaBH4溶于200mL冰去离子水中,配成0.001mol/L 的溶液,冰浴10min,加入1mol/L的NaOH溶液4mL,保持溶液 pH约为11.5,搅拌均匀;
(3)向(1)所得溶液中加入质量浓度30%H2O2溶液8mL,搅拌均匀;
(4)将(2)与(3)所得溶液混合均匀,制得单分散的三角形Ag纳米盘。
2.Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备,具体操作步骤如下:
(1)将0.008mol/L的CuSO4溶液和1mol/L的NaOH溶液均以0.5 mL/min的流量通过注射泵注入毛细管微反应器I内混合和反应,得到含有四羟基合铜络离子的反应物料;
(2)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I流出后,直接进入毛细管微反应器II的一个入口,毛细管微反应器II的另两个入口分别以1mL/min的流量通入含三角形Ag纳米盘的水溶液和1 mol/L的抗坏血酸水溶液;
(3)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其透射电子显微镜照片如图8所示,可以看出Ag纳米粒子被Cu2O包覆,但是形貌不规则,Ag@Cu2O 纳米粒子的粒径约为100nm,不均一。
对比例3
1.制备单分散的三角形Ag纳米盘,即由AgNO3与NaBH4在柠檬酸钠和十二烷基硫酸钠的存在下,制备出SDS保护的三角形Ag 纳米盘,具体操作步骤如下:
(1)避光条件下将0.0170g AgNO3溶于200mL去离子水中,配成 0.0005mol/L的溶液,向其中加入0.600g SDS,以及0.1080g柠檬酸钠,搅拌10分钟,使之充分混合;
(2)将0.0076g NaBH4溶于200mL冰去离子水中,配成0.001mol/L 的溶液,冰浴10min,加入1mol/L的NaOH溶液4mL,保持溶液 pH约为11.5,搅拌均匀;
(3)向(1)所得溶液中加入质量浓度30%H2O2溶液6mL,搅拌均匀;
(4)将(2)与(3)所得溶液混合均匀,制得单分散的三角形Ag纳米盘。
2.Ag@Cu2O核壳纳米粒子的制备,具体操作步骤如下:
(1)将0.008mol/L的CuSO4溶液和1mol/L的NaOH溶液均以0.3 mL/min的流量通过注射泵注入毛细管微反应器I内混合和反应,得到含有四羟基合铜络离子的反应物料;
(2)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I流出后,直接进入毛细管微反应器II的一个入口,毛细管微反应器II的另两个入口分别以1mL/min和0.3mL/min的流量通入含三角形Ag纳米盘的水溶液和1mol/L的抗坏血酸水溶液;
(3)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其透射电子显微镜照片如图9所示,可以看出部分Cu2O散落在外面,Ag纳米粒子被Cu2O包覆的不完全,Ag@Cu2O纳米粒子的粒径约为100nm。
应用例:
制备纯Cu2O纳米粒子:
(1)将0.008mol/L的CuSO4溶液和1mol/L的NaOH溶液均以0.5 mL/min的流量通过注射泵注入毛细管微反应器I内混合和反应,得到含有四羟基合铜络离子的反应物料;
(2)含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I流出后,直接进入毛细管微反应器II的一个入口,毛细管微反应器II的另两个入口分别以1mL/min的流量通入去离子水和1mol/L的抗坏血酸水溶液;
(3)反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Cu2O纳米粒子。
光催化实验:
(1)配置20mg/L的甲基橙溶液100mL,分别加入60mg纯Cu2O以及实施例1所制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子作为催化剂。
(2)用300W氙灯(Ushio-CERMAXLX300)分别照射无催化剂、纯 Cu2O、实施例1所制备的Ag@Cu2O核壳纳米粒子的甲基橙溶液70 分钟。
(3)每隔10min取3mL甲基橙溶液,离心分离出催化剂,得到澄清的甲基橙溶液,做紫外光谱测试,做出甲基橙降解的动力学曲线,如图10所示,可以看出Ag@Cu2O核壳纳米粒子降解甲基橙速度最快,降解甲基橙高达90%以上。
Claims (13)
1.一种Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:核为三角形Ag纳米盘,壳为Cu2O;所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子在微通道反应器内合成;具体制备方法包括:
(1) 制备含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液;
(2) 将可溶性铜盐水溶液与碱金属氢氧化物水溶液以不同或相同流量通入具有两个入口的毛细管微反应器I,得到含四羟基合铜络离子(Cu(OH)4 2-)的反应物料;
(3) 毛细管微反应器I的出口与毛细管微反应器II的一个入口相连,含有四羟基合铜络离子的反应物料从毛细管微反应器I出口流出后,直接进入一个具有3个入口的毛细管微反应器II,该毛细管微反应器II的另外两个入口以相同流量分别通入抗坏血酸水溶液以及含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液;
(4) 反应物料从毛细管微应器II出口流出后,经过离心、洗涤、干燥,制备得到Ag@Cu2O核壳纳米粒子;
含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液的制备过程为,(1) 在避光条件下,配置含AgNO3、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、H2O2的水溶液,其中AgNO3的摩尔浓度为0.0005-0.0015 mol/L;十二烷基硫酸钠与AgNO3的摩尔比范围为7:1-25:1;H2O2与AgNO3的摩尔比范围为50:1-500:1;柠檬酸钠与AgNO3的摩尔比范围为 1:0.7-1:0.1; (2) 将NaBH4配置成摩尔浓度为0.0005-0.006 mol/L水溶液,用NaOH将该水溶液pH值调节至10-12;(3) 将含AgNO3、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、H2O2的水溶液与含NaBH4的水溶液混合均匀,得到含有单分散三角形Ag纳米盘的水溶液;NaBH4与AgNO3的摩尔比范围为1:1-4:1。
2.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:三角形Ag纳米盘包裹于三角形Ag纳米盘外部;所述三角形Ag纳米盘的厚度50-80 nm,三个边的边长20-30 nm;Cu2O壳的厚度20-40 nm。
3.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:其中AgNO3的摩尔浓度为0.0007-0.0012 mol/L;十二烷基硫酸钠与AgNO3的摩尔比范围为10:1-20:1;H2O2与AgNO3的摩尔比范围为150:1-400:1;柠檬酸钠与AgNO3的摩尔比范围为1:0.5-1:0.2;NaBH4与AgNO3的摩尔比范围为1:1-3:1。
4.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:所述可溶性铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜或醋酸铜中的一种或几种;所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种;
在可溶性铜盐水溶液中,铜离子(Cu2+)的摩尔浓度为0.003-0.02mol/L;铜离子与碱金属氢氧化物水溶液中氢氧根离子(OH-)的摩尔比范围为1:50-1:350。
5.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:在可溶性铜盐水溶液中,铜离子(Cu2+)的摩尔浓度为0.005-0.0015mol/L;铜离子与碱金属氢氧化物水溶液中氢氧根离子(OH-)的摩尔比范围为1:100-1:200。
6.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:向毛细管微反应器II中通入摩尔浓度为0.006-0.2 mol/L抗坏血酸水溶液,使通入毛细管微反应器II中进行反应的抗坏血酸和铜离子的摩尔比范围为2:1-10:1。
7.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:使通入毛细管微反应器II中进行反应的抗坏血酸和铜离子的摩尔比范围为4:1-8:1。
8.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:向毛细管微反应器II中通入含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液,使通入毛细管微反应器II中进行反应的Ag与铜离子的摩尔比范围为1:1.5-1:6。
9.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:使通入毛细管微反应器II中进行反应的Ag与铜离子的摩尔比范围为1:2.5-1:4.5。
10.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:在毛细管微反应器I内,可溶性铜盐水溶液与碱金属氢氧化物水溶液的流量相同,均为0.1-2 mL/min;
在毛细管微反应器II内,抗坏血酸水溶液与含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液的流量相同,均为0.1-2 mL/min。
11.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:在毛细管微反应器I内,可溶性铜盐水溶液与碱金属氢氧化物水溶液的流量相同,均为0.3-1.5 mL/min;
在毛细管微反应器II内,抗坏血酸水溶液与含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液的流量相同,均为0.3-1.2 mL/min。
12.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:毛细管微反应器I由两条入口通道与一条反应通道及一个出口组成,其中两条入口通道的水利直径相同,为0.2-1 mm;反应通道的水利直径与入口通道相同或不同,为0.2-1 mm,反应通道长度为50-200 mm。
13.如权利要求1所述的Ag@Cu2O核壳纳米粒子,其特征在于:毛细管微反应器II由三条条入口通道与一条反应通道及一个出口组成,其中三条入口通道的水利直径相同,为0.2-1mm;反应通道的水利直径与入口通道相同或不同,为0.2-1 mm,反应通道长度为10-300 mm。
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CN103586483A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-02-19 | 景德镇陶瓷学院 | 一种采用水热反应法制备单分散三角形银纳米盘的方法 |
CN103817346A (zh) * | 2014-03-11 | 2014-05-28 | 上海交通大学 | 一种形貌可控的三角形片状纳米银粉制备方法 |
CN106270543A (zh) * | 2015-06-12 | 2017-01-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 连续制备排列方式可控的三角形银纳米粒子的方法 |
CN106270543B (zh) * | 2015-06-12 | 2019-05-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 连续制备排列方式可控的三角形银纳米粒子的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
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"Continuous synthesis of hedgehog-like Ag–ZnO nanoparticles in a two-stage microfluidic system";Sha Taoet.al;《RSC Adv》;20160503(第6期);第19950页左栏第4段-右栏第1段 * |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN107442132A (zh) | 2017-12-08 |
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