纳米银的制备及其应用

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纳米银粉体因具有量子尺寸、小尺寸、表面等独特的效应,所以呈现出优于普通材料的电学性、磁学性、催化性能、生物医学、优良的生物相容性、光学性质和传感性等,其中最为突出的是纳米银的抗菌性能,许多含纳米银的产品已经逐渐渗透到我们的日常生活中。纳米银颗粒的制备主要有物理、化学、植物体还原和微生物酶还原法。研究较多较成熟的是化学还原法,但是化学还原法在制备中往往需要添加多种分散剂或稳定剂易对环境造成污染,并且增加了生产成本。本试验制备纳米银粉体不添加任何分散剂,利用尿素水解和烧结时产生的大量气体作为分散剂的方法制备出纳米银粉体,并将纳米银粉制成分散浆。纳米银浆料主要是集中了电子、化工和冶金于一体,并且具有高端技术附加值的产品。随着电子信息技术的快速发展,使电子元件向微型化和柔性化发展,这样微米级银浆料的缺点逐渐显示出来,所以纳米银浆料逐渐成为人们关注的焦点。目前使用的纳米银浆料主要是从欧美等国家进口,为了降低成本,提高竞争力,对纳米银分散浆的发展有着至关重要的意义。本试验采用均匀沉淀和高温热分解相结合的方法制备了纳米银粉体,分析了纳米银粉体的形成机理,研究了pH值、初始浓度、烧结温度和时间对纳米银粉体粒径和形貌的影响;并采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),对所得纳米银粉体的结构、组成、粒径大小和表面形貌进行了结构表征;同时通过最小抑菌浓度法和最小杀菌浓度法对制备出的纳米银粉体进行了抗菌性能表征。利用纳米银具有独特的物理和化学性能,将纳米银粉体分散在有机溶剂中。利用溶剂型浆料的制备工艺,对所得到的纳米银浆料进行了分散介质、分散剂、pH值、剪切速度和剪切时间对浆料稳定性的影响研究;采用固形粉含量的测定、Zeta电位和扫描电子显微镜对浆料进行了性能分析和形貌观察。结果表明:采用均匀沉淀和高温热分解相结合的方法制备纳米银粉体是可行的。合成出结晶性能好、面心立方晶体的纳米银粉体工艺条件是:硝酸银溶液的浓度为0.05mol/L、pH=7、烧结温度为300℃、烧结2h的条件下可得到分散性好、颗粒均匀,平均粒径为50nm的球形粉体。当纳米银粉体的含量在9μg/ml时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率为100%。用乙酸乙酯作为分散介质、3#作为分散剂、pH=6、剪切速度6000r/min、剪切时间24h时,然后添加浆料填充物,在超声波分散和机械搅拌下可制备出分散性能比较稳定的纳米银分散浆。采用了均匀沉淀和高温热分解相结合的方法制备纳米银粉体,原料易得、成本较低、设备及工艺简单,整个过程满足绿色生产的要求。制备出的纳米银分散浆经过测试基本上符合生产要求。
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