利用聚乙烯吡咯烷酮制备银纳米粒子.docx

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利用聚乙烯吡咯烷酮制备银纳米粒子

利用聚乙烯吡咯烷酮制备银纳米粒子

王卫伟

【摘要】利用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的还原性,通过水热法还原Ag2O制备了Ag纳米粒子,并初步探讨了PVP作为还原剂的还原机理.利用X-ray粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）对Ag纳米粒子进行了表征分析.实验结果发现,PVP在制备Ag纳米粒子的过程中可同时起到还原剂和表面活性剂的双重作用.

【期刊名称】《山东理工大学学报（自然科学版）》

【年（卷）,期】2007（021）006

【总页数】3页（P43-45）

【关键词】银;纳米粒子;聚乙烯吡咯烷酮;聚乙二醇;水热法;PVP

【作者】王卫伟

【作者单位】山东理工大学,材料科学与工程学院,山东,淄博,255049

【正文语种】中文

【中图分类】基础科学

第21卷第6期2007年11月山东理工大学学报（自然科学版）JournalofShandongUniversityofTechnology（NaturalScienceEdition）Vol.21No.6Nov.2007文章编号：

1672-6197（2007）06-0043-03利用聚乙烯吡咯烷酮制备银纳米粒子王卫伟（山东理工大学材料科学与工程学院，山东淄博255049）摘要：

利用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的还原性，通过水热法还原Ag20制备了Ag纳米粒子，并初步探讨了PVP作为还原剂的还原机理．利用X-ray粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）对Ag纳米粒子进行了表征分析，实验结果发现，PVP在制备Ag纳米粒子的过程中可同时起到还原剂和表面活性剂的双重作用．关键词：

银；纳米粒子；聚乙烯吡咯烷酮；聚乙二醇；水热法；PVP中图分类号：

TB383文献标识码：

AThepreparationofsilvernanoparticlesusingpoly（vinylpyrrolidone）asreductantWANGWei-wei（SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShangdongUniversityofTechnology,Zib0255049,China）Abstract:

AsimpleapproachhasbeendemonstratedtothepreparationofsilvernanoparticlesbythehydrothermaltreatingA920andpoly（vinylpyrrolidone）（PVP）indistilledwaterat1800C.Thestructure,sizeandmorphologyofsamplesweremeasuredbyX-raypowderdif-fraction（XRD）,transmissionelectronmicroscopy（TEM）andselected-areaelectrondiffrac-tion（SAED）.Keywords:

silver;nanoparticle;poly（vinylpyrrolidone）;polyethyleneglycol;hydrothermal;PVP银纳米材料因为具有独特的催化、抗菌、非线性光学及超高电导率等特性，从而倍受人们的关注1-2]．目前有大量的研究集中于对银纳米材料制备方法的探索，其中液相法由于具有工艺简单、容易操作等优点，得到广泛的应用[3-0]．但是在用液相法制备银纳米材料时，除了引入还原剂如水合肼、硼氢化钠、葡萄糖等[6-8]，还要引入其它表面活性剂或无机盐如氯化钠，用于改善银纳米材料的形貌．聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是由N-乙烯基吡咯收稿日期：

2007-06-09基金项目：

山东理工大学博士启动基金资助项目（406020）作者简介：

王卫伟（1978一），女，讲师，博士．烷酮均聚而成的高分子化合物，易溶于水，水溶液呈弱酸性‘9]．PVP是纳米材料制备过程中常用的表面活性剂和稳定剂，如利用PVP作为表面活性剂制备Te纳米棒[10]，Ag纳米线rll]，Pt四面体纳米晶粒‘12]和Au溶胶[13]在以上制备过程中加入了其它的物质作为还原剂，没有提到PVP在制备过程中表现出还原性．在本文中我们利用PVP的还原性通过水热法还原Ag20制备了Ag纳米粒子，避免重新加入其它还原剂，简化了制备工艺．第21卷6期2007年11月山东理工大学报（自然科学版）JournalofShandongUniversityofTechnology（NaturalScienceEdition）Vol.21No.6Nov.摘要：

利用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的还原性，通过水热法还原Ag20制备了Ag纳米粒子，并初步探讨了PVP作为还原剂的还原机理．利用X-ray粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）对Ag纳米粒子进行了表征分析，实验结果发现，PVP在制备Ag纳米粒子的过程中可同时起到还原剂和表面活性剂的双重作用．Thepreparationofsilvernanoparticlesusingpoly（vinylpyrrolidone）asreductant（SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShangdongUniversityofTechnology,Zib0255049,China）simpleapproachhasbeendemonstratedtothepreparationofsilvernanoparticlesthehydrothermaltreatingA920andpoly（vinylpyrrolidone）（PVP）indistilledwateratstructure,sizeandmorphologyofsamplesweremeasuredbyX-raypowderdif-fraction（XRD）,transmissionelectronmicroscopy（TEM）andselected-areaelectrondiffrac-tion（SAED）.Keywords:

silver;nanoparticle;poly（vinylpyrrolidone）;polyethyleneglycol;hydrothermal;PVP银纳米材料因为具有独特的催化、抗菌、非线性光学及超高电导率等特性，从而倍受人们的关注1-2]目前有大量的研究集中于对银纳米材料制备盐如氯化钠，用于改善银纳米材料的形貌．聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是由N-乙烯基吡咯收稿日期：

2007-06-09基金项目：

山东理工大学博士启动基金资助项目（406020）作者简介：

王卫伟（1978一），女，讲师，博士．PVP是纳米材料制备过程中常用的，纳米线rll]Pt四面体纳米晶粒‘12]和Au溶胶[13]了其它的物质作为还原剂，没有提到PVP在制备过程中表现出还原性．在本文中我们利用PVP的还原性通过水热法还原Ag20制备了Ag纳米粒子44山东理工大学学报（自然科学版）1实验1.1实验试剂氧化银（A＆O），聚乙烯吡咯烷酮（PVP，Mw≈38000），聚乙二醇（PEG-6000），无水乙醇，去离子水．1.2实验步骤样品l：

将0.0239Ag20和0.389PVP加入到22.5mL去离子水中，在室温下搅拌形成均匀的悬浮液．将悬浮液转移到30mL的反应釜中，放入180℃的烘箱中静置，20h后取出自然冷却至室温，将沉淀离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次，放入真空烘箱中室温干燥12h，得到了Ag纳米粒子．‘样品2：

将0.0239Agz0和0.389PEG加去离子水中，在室温下搅拌形成均匀的悬浮液．将悬浮液溶解转移到30mL的反应釜中，放人180℃的烘箱中，静置20h后取出自然冷却至室温．将沉淀离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次，放人真空烘箱中室温干燥12h，得到了Ag纳米粒子．1.3表征X-射线粉末衍射（XRD）使用日本RigakuD/max2550VX-射线粉末衍射仪，以CuKa为衍射源（入一1.54178A）．用透射电镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）（日本电子公司，JEM-2010，加速电压为200kV）观察粒子形貌、粒径和结构．一邑型酮智罂2e，（4）（a）样品；（b）样品2图lAg纳米粒子的XRD谱图2结果与讨论图1是样品1和样品2的XRD衍射图谱，所有的衍射峰都能很好的对应于面心立方结构的Ag（JCPDSNO.04-0783）．图谱中没有发现其它杂质如A&O的衍射峰，说明使用PVP或PEG-6000作为还原剂，在180℃水热处理20h能够制备出单质Ag.根据（111）和（200）两个晶面的面间距计算Ag的晶格常数：

a=b=c=4.084A（样品1），4.087A（样品2），该结果与标准值很接近（a-b=c=4.086A，JCP-DSNo．04-0783）．（a）样品1；（b）样品1中的少量纳米棒；（c）样品2圈2Ag纳米粒子的TEM照片和SAED衍射花样图2是两个样品的TEM和SAED照片．用（200）和（220）晶面，与文献报道的面心立方相AgPVP作为还原剂，样品1主要是不规则的Ag多的值相近‘11]同时观察到样品1中存在少量的边形，边长为30nm～100nm图2（a）．对应的Ag纳米棒，图2（b）是一个直径约为50nm，长度SAED衍射花样如图2（a）的插图所示，明亮清晰约为400nm的Ag纳米棒和对应的SAED衍射的衍射环说明产物具有良好的结晶度．经过计算花样，周期性排列的点子说明Ag纳米棒是单晶和标定，这些衍射环能很好地与面心立方结构的结构，并且沿[220]方向生长，与其它方法制备的相对应，从内至外的衍射环依次对应（111）、纳米棒的生长方向相同‘14]．以PEG-6000为报（自然科学版）1实验