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微波法制备纳米银在高职实验教学中的应用

摘　要：介绍微波加热的原理及其特点,在高职实验教学中不添加任何还原剂,只在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的保护下,通过微波辐射氢氧化二氨合银络合物,制备球状纳米银粒子,这种方法不仅简化了制备工艺,节约了原料,而且溶剂是水,体系更清洁、更环保,可以很好的将实验教学的成果与社会所需的产品相结合.

关键词：[Ag(NH3)2]OH 络合物；微波辐射；纳米银溶胶

一、问题的提出

微波是一种频率在 300MHz ～ 300GHz, 即波长在1 ～1000mm 范围内的电磁波.微波加热技术作为一种新型绿色化学方法,其加热方式不同.微波加热是材料在电磁场中由介质损耗而引起的介电加热产生热效应,具有加热快速、条件温和及加热过程伴随“非热效应”等特点.因此,微波加热技术日益引起广大化学工作者的浓厚兴趣,被广泛应用于化学合成的各个领域.

纳米银因兼有贵金属和纳米材料的综合性能,因此,广泛用作低温超导材料、金属催化剂材料、防静电复合材料和生物传感器材料等.纳米银还具有特殊的光学性能、吸收部分紫外线、除臭和抗菌的作用,因此在美容化妆品行业和医药行业也广泛使用,因此在众多的纳米材料中备受重视,具有极大的市场、应用和研发空间.纳米银的制备作为一门新兴科学必将对人类生活产生深远的影响,并将对如何调整经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇.近年来,纳米银的研究和制备成为人们关注的热点问题之一.

现在很多高职院校开设的实验课程大多是一些简单的操作,没有与社会发展和实验产品相结合.通过研究,将微波法制备纳米银的操作融入到高职实验教学过程中,不仅有助于培养学生的实际动手操作能力,更有助于将实验产品与社会发展所需紧密结合.

二、实验部分

将 PVP （聚乙烯吡咯烷酮）作为实验中的还原剂和保护剂,以氨水（NH3·H2O）和氧化银（Ag2O）反应制得的氢氧化二氨合银络合物（ [Ag(NH3)2]OH）水溶液作为前驱体,通过微波辐射该水溶液,制备了水溶性纳米银溶胶,经分析检测该纳米银胶体的平均粒径为 2 nm 左右.再分别称取质量比为PVP：AgNO3 ＝ 8:1、4:1、2:1,加入去离子水,一定温度下水浴加热后,待样品完全溶解后制得不同条件下的反应溶液（见表1）.

从图1 可以看出,当PVP / Ag+ 质量比分别为 2:1、4:1 和 8:1 时,最佳辐射时间分别是 8 min、6 min 和 5 min.当PVP / Ag+ 的质量比为8:1 ,辐射时间为5min 时,该实验样品具有良好的稳定性,而且在室温条件下避光存放 150 天未发现任何沉淀物.

三、实验反应机理

四、结论

（1）当辐射时间为 5 min 、PVP / Ag+ 质量比为8:1 时, Ag+基本被还原完全,而且该纳米银溶胶有良好的稳定性,在室温下避光存放150 天未出现任何沉淀物.

（2）本实验过程中制备方法优点很多,比如：成本低廉、简单快速、环境环保等,为金属纳米材料的制备提供了一种切实可行的新方法.

（3）将实验教学和社会所需紧密结合,不仅可以提高学生的实际动手能力,而且能将实验

参考文献：

[1] 唐学红,肖先举. 纳米银的制备研究进展[J]. 贵州化工,2009,(06)

[2] 殷焕顺,艾仕云,钱萍,汪建民. 纳米银的制备方法及其应用[J].2008,(01)

[3] 和俊,司民真. 纳米银的制备及其应用[J]. 光散射学报,2008,(01)

[4] 突破纳米材料的应用瓶劲[J]. 现造,2005,(25)

注：课题项目：湖南化工职业技术学院研究项目（批准号：Hnhy2012B006）.