淺談微波法制備納米銀在高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

鄢東

摘 要：介紹微波加熱的原理及其特點(diǎn)，在高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不添加任何還原劑，只在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的保護(hù)下，通過微波輻射氫氧化二氨合銀絡(luò)合物，制備球狀納米銀粒子，這種方法不僅簡化了制備工藝，節(jié)約了原料，而且溶劑是水，體系更清潔、更環(huán)保，可以很好的將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果與社會(huì)所需的產(chǎn)品相結(jié)合。

關(guān)鍵詞：[Ag（NH3）2]OH？絡(luò)合物；微波輻射；納米銀溶膠

一、問題的提出

微波是一種頻率在 300MHz～300GHz，即波長在1～1000mm 范圍內(nèi)的電磁波。微波加熱技術(shù)作為一種新型綠色化學(xué)方法，其加熱方式不同。微波加熱是材料在電磁場中由介質(zhì)損耗而引起的介電加熱產(chǎn)生熱效應(yīng)，具有加熱快速、條件溫和及加熱過程伴隨“非熱效應(yīng)”等特點(diǎn)。因此，微波加熱技術(shù)日益引起廣大化學(xué)工作者的濃厚興趣，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成的各個(gè)領(lǐng)域。

納米銀因兼有貴金屬和納米材料的綜合性能，因此，廣泛用作低溫超導(dǎo)材料、金屬催化劑材料、防靜電復(fù)合材料和生物傳感器材料等。納米銀還具有特殊的光學(xué)性能、吸收部分紫外線、除臭和抗菌的作用，因此在美容化妝品行業(yè)和醫(yī)藥行業(yè)也廣泛使用，因此在眾多的納米材料中備受重視，具有極大的市場、應(yīng)用和研發(fā)空間。納米銀的制備作為一門新興科學(xué)必將對人類生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并將對如何調(diào)整經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的布局、設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、形成新的產(chǎn)業(yè)及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入高科技含量提供新的機(jī)遇。近年來，納米銀的研究和制備成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。

現(xiàn)在很多高職院校開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程大多是一些簡單的操作，沒有與社會(huì)發(fā)展和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品相結(jié)合。通過研究，將微波法制備納米銀的操作融入到高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，更有助于將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品與社會(huì)發(fā)展所需緊密結(jié)合。

二、實(shí)驗(yàn)部分

將 PVP （聚乙烯吡咯烷酮）作為實(shí)驗(yàn)中的還原劑和保護(hù)劑，以氨水（NH3·H2O）和氧化銀（Ag2O）反應(yīng)制得的氫氧化二氨合銀絡(luò)合物（ [Ag（NH3）2]OH）水溶液作為前驅(qū)體，通過微波輻射該水溶液，制備了水溶性納米銀溶膠，經(jīng)分析檢測該納米銀膠體的平均粒徑為 2 nm 左右。再分別稱取質(zhì)量比為PVP：AgNO3=8：1、4：1、2：1，加入去離子水，一定溫度下水浴加熱后，待樣品完全溶解后制得不同條件下的反應(yīng)溶液（見表1）。

從圖1可以看出，當(dāng)PVP / Ag+ 質(zhì)量比分別為 2：1、4：1 和 8：1時(shí)，最佳輻射時(shí)間分別是 8 min、6 min 和 5 min。當(dāng)PVP / Ag+ 的質(zhì)量比為8：1 ，輻射時(shí)間為5min時(shí)，該實(shí)驗(yàn)樣品具有良好的穩(wěn)定性，而且在室溫條件下避光存放 150天未發(fā)現(xiàn)任何沉淀物。

三、實(shí)驗(yàn)反應(yīng)機(jī)理

①

四、結(jié)論

（1）當(dāng)輻射時(shí)間為 5 min 、PVP / Ag+ 質(zhì)量比為8：1時(shí)， Ag+基本被還原完全，而且該納米銀溶膠有良好的穩(wěn)定性，在室溫下避光存放150天未出現(xiàn)任何沉淀物。

（2）本實(shí)驗(yàn)過程中制備方法優(yōu)點(diǎn)很多，比如：成本低廉、簡單快速、環(huán)境環(huán)保等，為金屬納米材料的制備提供了一種切實(shí)可行的新方法。

（3）將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和社會(huì)所需緊密結(jié)合，不僅可以提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，而且能將實(shí)驗(yàn)

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注：課題項(xiàng)目：湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院研究項(xiàng)目（批準(zhǔn)號：Hnhy2012B006）。endprint