湖南工程学院课程论文学院化学化工学院班级化工1103姓名吴飞学号************ 课程论文题目纳米银的制备及应用研究进展课程名称学科前沿讲座评阅成绩成绩评定老师签名日期：2014 年10 月11 日纳米银的制备及应用研究进展吴飞（湖南工程学院，湖南湘潭 411100）摘要纳米银具有独特的热光、电磁、催化和敏感等特性,具有广阔的应用前景,是金属纳来材料研究的热点.阐述了制备纳米银的方法,包括化学还原法!光化学还原法!模板法!溶胶一凝胶法! 微乳液法激光烧蚀法等,列举了纳米银在化学反应!光学领域!杭菌领域和作为杭静电材料的主要应用,简述了纳米银制备过程中存在的不足,展望了纳米银合成研究的发展趋势.关键词纳米银制备方法应用Research Progress of Preparation and Application ofSilver NanomaterialWu Fei(Hunan lnstitute of Engineering,Hunan Xiangtan 411100)Abstract Silver nanomaterial, one of the most active researeh fields in the metal nanometer materials, has a wide arnge of applications because of its unique heat , light , electricity and magnetism , catalysis and sensitive features .The prePartion methods of silver nanoparticles are discussed ,including chmeical reduction , photoehmeical reduction ,template , sol-gel method, microemulsion , laser ablation method and so on.Their main applications of nano-silver in chmeical reactions , optical field, anti-bacterial field and anti-static materials are introduced.The shortages in the fabrica -tion process of silver nanomaterial are also outlined. The developing trends of the synthetic technique in the Preparation of the silver nanomaterials are Prospected.Key words silver nanoparticle,preparation,application前言纳米银是指粒径为1~100 nm的金属银单质，是一种新兴的功能材料。
纳米银独特的热、光、电、磁、催化和敏感等特性引起了化学、物理和材料学家的广泛兴趣，特别是一维、二维的纳米银材料，例如，单分散的纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米板材和纳米立方体等被认为在化学反应、抗菌和其它领域具有很大的潜在应用。
纳米银具有很高的比表面积和表面活性川，导电率比普通银至少高20倍，因此，广泛用作催化剂材料、防静电材料、低温超导材料和生物传感器材料等阅。
另外，纳米银还具有抗菌功能，可应用于医药行业。
因此，研究纳米银的制备方法具有重要意义。
本文就近年来应用较多的纳米银的合成方法进行了评述，并对其应用作了简要的总结。
1纳米银的应用纳米银粉基于其粉体粒径小，而具有比表面积大、表面活性点多、催化活性高、熔点低、烧结性能好等优点，此外，它还保留了金属银的导电性好、抗菌性能好，电铸银颜色光亮的优点，使得纳米银粉在热、电、光、声、磁和催化方面具有广阔的应用前景。
1.1纳米银应用于催化领域纳米银粉由于粒径小、比表面积和表面能高、表面活性点多、表面原子的配位情况与颗粒内部原子有很大差异，具有优良的催化活性和反应选择性，可提高反应效率，因而其催化活性和选择性大大高于传统催化剂，用作多种反应的催化剂，国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂。
1.2 纳米银应用于光学领域纳米银粉具有优良的光电效应，并且由于其表面等离子振荡吸收峰附近具有超快的非线性光学响应，把纳米银粉掺杂在半导体或者绝缘体中所制备复合材料，可以获得较高的光激发率和极强的三阶非线性极化率系数[1]，以及利用银原子簇的分频和倍频散射特性，银原子簇可用作非线性光学介质，实现银纳米粒子/介孔SiO2复合材料的透明/不透明的可逆转变。
以上这些光学特性，使得纳米银粉在光学领域有着广泛的应用。
1.3纳米银应用于生物学领域近年来，利用纳米颗粒比表面积非常大、表面自由能高、吸附能力强、生物分子可在纳米颗粒表面得到强有力的固定、不易渗漏等特点，生物分子固定在一些纳米材料如金胶体[2]、银胶体[3]上的方法得到广泛应用。
1.4纳米银应用于超导领域纳米颗粒具有独一无二的光学性能，超细银粒的感光度随环境的改变可以得到加强。
纳米银颗粒开始被应用于超导传感器中，这种传感器已通过实验室验证，以用于生物危害的预警。
1.5纳米银应用于医学领域银具有广谱抗菌性，人类很早就使用银质器皿来存放液体，并用银来杀菌消毒。
但由于银的价格昂贵，逐渐被抗菌力更强的抗生素所取代。
近年来，随着抗生素的滥用，各种病原体的耐药性越来越突出，甚至耐药性的产生速度远远快于抗生素药物的开发速度。
在这种情况下，人们重新想起了银这个基本上不产生耐药性、安全环保的天然杀菌剂。
与此同时，纳米技术的出现使得银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃，只用极少量的纳米银即可产生强力的杀菌作用，于是纳米银抗菌成为近年医药研发的热点。
1.6纳米银应用于电极领域纳米银粒子具有比其他纳米粒子更为优异的导电性能和电催化性能，因此，研究纳米银粒子修饰电极具有重要的意义。
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。
2 纳米银的制备纳米银粒子制备方法很多，一般可分为物理方法、化学方法和微生物法。
2.1 物理方法2.1.1物理粉碎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。
SendovaM等人[4]通过在惰性气体中,于低温的衬底上,采用高压磁控溅射,制出了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。
2.1.2 真空冷凝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。
Baker C等人[5]在惰性气体氛围中，通过冷凝的方法制备出了纳米银粒子。
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。
后来Wei等人[6]对冷凝方法进行了改进，采用阳极电弧放电等离子体法值得了纳米银粒子，该法成核较均匀,且粒径比较均一。
2.1.3机械球磨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。
Xu 等人[7]曾报道了在-196 ℃的低温下对银粉进行高能机械球磨，得到了纳米银粒子。
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。
2.1.4激光烧灼法利用激光照射金属表面，制备“化学纯净”的金属胶体,即为激光烧蚀法。
此法避免了其他方法如化学氧化还原法中电离出的阴离子或阳离子等杂质的影响。
可在气相、液相(有机表面活性剂作分散剂)条件下，利用激光器发出的激光照射金属Ag表面或水中的银片，通过控制光照时间,制备出合适的纳米金属Ag胶体。
2.2 液相化学还原法液相化学还原法的基本原理是用还原剂把银从它的盐或配合物水溶液或有机体系中以粉末形式沉积出来[8]。
常用的还原剂有抗坏血酸、不饱和醇、柠檬酸钠、肼及肼的化合物等。
该法的优点是设备工艺简单、产率高、便于工业化的生产，制得的银粉粒度小、重现性好，是目前实验室和工业上广泛采用的方法。
但是所制得的纳米银颗粒存在固液分离困难、粒度分布宽、容易团聚等缺点。
为了解决这些弊端人们通过改变反应介质，选择还原体系和调整操作条件等方面入手，逐步改进和发展了液相化学还原法，从而利用该法能够合成出粒径和形状皆可控的纳米银粒子。
根据不同的反应介质和体系特性，液相化学还原法可分为微乳液法、溶胶-凝胶法、沉淀法和离子液体法等。
2.2.1微乳液法该法是将表面活性剂溶解在有机溶剂中,当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度(CMC) 时，形成亲水极性头向内、疏水有机链向外的液体颗粒结构，其内核可增溶水分子或亲水物质。
微乳液一般由表面活性剂、助表面活性剂( 一般为脂肪醇)、有机溶剂( 一般为烷烃或环烷烃)和水4 种组分组成。
它是一种热力学稳定体系，可合成大小均匀、粒径为10~ 20 nm的液滴。
该方法具有装置简单、操作容易、粒子可控、不易团聚等优点。
根据油和水的比例，可以将微乳液分为正相(OPW)、反相( WPO)和双连续相微乳液体系，其中WPO微乳液体系适用于无机纳米粒子的制备。
Rong等人用环己烷作溶剂，聚环氧乙烯基壬苯醚作表面活性剂，在银盐水溶液中形成微乳液。
用同样的方法制得NaBH4微乳液。
将两种溶液混合，在微乳液中反应，并在一定时间后离心分离获得纳米银产物[9]。
2.2.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶技术是制备纳米材料的特殊工艺，不仅可用于制备微粉，而且可用于制备薄膜、纤维、体材和复合材料。
溶胶-凝胶法是将分散相(即纳米材料)的前驱体(烷氧金属或金属无机盐)与聚合物基体混合溶于共溶剂中，使前驱物通过水解和结合形成凝胶，干燥后得到纳米复合材料。
溶胶-凝胶法制备纳米材料具有很多优点，如在制备过程中无需机械混合，不易掺入杂质，产品纯度高，胶粒内及胶粒间的化学成分完全一致，化学均匀性好，颗粒细，胶粒尺寸小于0.1 μm，工艺设备简单。
因此，此法具有很好的应用前景。
2.2.3沉淀法沉淀法是液相化学合成高纯度纳米微粒应用最广泛的方法之一。
它是将沉淀物加入到金属盐溶液中进行沉淀处理，再将沉淀物脱水或分解而得到纳米微粒。
其中包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法、沉淀转化法等。
该法操作工艺简单，但很容易引入杂质，并且有多方面因素影响粒径的大小，如沉淀剂的选择及溶液的pH值、浓度等，故不好控制其粒径的均匀性，所得粒径偏大。