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专利号: 2018108856225
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)采用表面活性剂保护下的种子生长法制备银纳米粒子;

(2)利用步骤(1)中所得的银纳米粒子,采用Stoeber水解法制备二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子;

(3)制备有机硅树脂预聚体;

(4)取步骤(2)中制备的二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子和步骤(3)中制备的有机硅树脂预聚体,通过溶剂辅助的复合过程制备银纳米粒子复合有机硅树脂材料。

2.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)为:在柠檬酸钠保护下利用硼氢化钠还原硝酸银制备银纳米种子溶液;

将银纳米种子溶液加入到含有十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、抗坏血酸和氢氧化钠的生长液中,搅拌反应;

反应结束后,将反应产物离心、洗涤沉淀,得到银纳米粒子,将银纳米粒子分散于水中保存备用。

3.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)为:向步骤(1)中所得的银纳米粒子中加入巯丙基三甲氧基硅烷溶液,然后加入正硅酸乙酯,混合均匀后加入氢氧化钠使体系呈弱碱性条件,搅拌反应;

反应结束后,产物经过离心、洗涤后得到二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子,将二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子分散于四氢呋喃中保存备用。

4.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)为:调节水的pH至弱酸性,然后加入正硅酸乙酯、烷基烷氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷作为有机硅树脂前驱物,搅拌反应,有机硅树脂前驱物发生水解、缩聚反应;

反应结束后,旋蒸除去溶剂和水至粘稠状,即得到有机硅树脂预聚体,向有机硅树脂预聚体中加入四氢呋喃稀释保存。

5.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)为:取步骤(2)中制备的分散于四氢呋喃溶剂中的二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子,加入步骤(3)中制备的有机硅树脂预聚体的四氢呋喃溶液,充分搅拌使银纳米粒子与有机硅树脂预聚体混合,形成均匀的分散体系;

然后旋蒸除去溶剂至粘稠状,加入氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌均匀后倒入模具中,真空脱除气体和残余溶剂,固化成型,得到银纳米粒子复合有机硅树脂材料。

6.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中所述的银纳米粒子为银纳米球、银纳米片;

其中银纳米球的具体制备方法为:

种子溶液的制备:取柠檬酸钠溶液加入硝酸银溶液中,搅拌混合后加入硼氢化钠溶液,搅拌反应10-20 min得到银纳米种子溶液;

整个反应溶液中柠檬酸钠、硝酸银和硼氢化钠的浓度分别为1-1.5 mmol/L,0.2-0.25 mmol/L和0.25-0.3 mmol/L;

银纳米球的制备: 将银纳米种子溶液加入到生长液中,25-28oC下搅拌反应10-30 min,然后将反应体系离心、洗涤沉淀,得到银纳米球,将银纳米球分散于水中保存备用;

所述生长液中,十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、抗坏血酸和氢氧化钠在生长液中的浓度分别为0.04-0.05 mol/L、0.20-0.25mmol/L、4-5mmol/L和6-6.5mmol/L;

向生长液中加入种子溶液的体积占生长液体积的百分比为1-10%;

银纳米片的具体制备方法为:

种子溶液的制备:取柠檬酸钠溶液加入硝酸银溶液中,搅拌混合后加入硼氢化钠溶液,搅拌反应10-20 min得到银纳米种子溶液;

整个反应溶液中柠檬酸钠、硝酸银和硼氢化钠的浓度分别为1-1.5 mmol/L,0.2-0.25 mmol/L和0.25-0.3 mmol/L;

o

银纳米片的制备:将银纳米种子溶液加入到生长液中,25-28C下静置反应10-30 min,然后将反应体系离心、洗涤沉淀,得到银纳米片,将银纳米片分散于水中保存备用;

所述生长液中,十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、抗坏血酸和氢氧化钠在生长液中的浓度分别为0.09-0.15 mol/L、0.25-0.3 mmol/L、6-7 mmol/L和10-15 mmol/L;

其中向生长液中加入的种子溶液的体积占生长液体积的百分比为1-2%。

7.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)具体为:取步骤(1)中制备的银纳米粒子,加入巯丙基三甲氧基硅烷,在25-30oC下搅拌4-5 h;然后用NaOH溶液调节pH至9-10,滴加正硅酸乙酯乙醇溶液,搅拌反应10-15 h后离心、用水洗涤沉淀,得到二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子,二氧化硅层的厚度为2-50 nm,将二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子分散于四氢呋喃中保存备用;

加入的银纳米粒子的量为1-2 mg,加入的巯丙基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的物质的量分别为1-5 mmol和30-100 mmol。

8.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)具体为:向纯水中加入稀盐酸调节pH至3-4,加入正硅酸乙酯、烷基烷氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷,加热到40-70oC条件下高速搅拌反应4-6 h;然后旋蒸除去溶剂和水至残余底物为粘稠状,即得到有机硅树脂预聚体,加入四氢呋喃(THF)稀释后保存;

纯水、正硅酸乙酯、烷基烷氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷的体积比为1:0.1-0.5 :

0.1-0.5 :0.003-0.02。

9.根据权利要求1所述的银纳米粒子复合有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,二氧化硅壳层包覆的银纳米粒子、有机硅树脂预聚体和氨丙基三乙氧基硅烷的质量分别为0.02-2 mg、0.3-1.0 g和2-20 mg。

10.一种银纳米粒子复合有机硅树脂,其特征在于,由权利要求1-9任一所述的方法制备得到。