一种银和银复合纳米粒子及其激光控制合成方法

摘要

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种银和银复合纳米粒子及其激光控制合成方法。本发明的银纳米粒子，形状为球形或椭球形，尺寸范围5~50nm，银纳米复合粒子，化学成分按重量百分比，由3~30wt.% SiO₂、70~97wt.%Ag组成，或由4~10wt.% Ni、3~30wt.% SiO₂,余量为Ag组成。合成方法是首先制备靶材，然后控制脉冲激光器激光束波长1064nm，频率10-20Hz，激光能量密度范围50-80J/mm²，对靶材进行辐照烧蚀，同时通入载气N₂，形成含银及复合相的气相形核和团簇，导入温度10~30℃的液相收集体系中，最后经过固液分离得到银和银复合纳米粒子。本发明能够环保、一次性合成具有单相Ag、双相Ag-SiO₂、三相Ag-Ni-SiO₂及其以上的纳米粒子，合成的纳米粒子具有纯度高、分散性好、多相混合复合结构和良好抗菌性能及磁性回收功能的明显特点。

主权项

一种银和银复合纳米粒子的激光控制合成方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）制备靶材：以Ag粉为原料，或者按照重量百分比，称量3~30wt.% SiO₂粉末、70~97wt.%Ag粉，混合成Ag‑SiO₂双相复合粉末，或者称量4~10wt.% Ni粉、3~30wt.% SiO₂粉末,余量为Ag粉末，混合成Ag‑SiO₂‑Ni三相复合粉末，将上述Ag粉或复合粉末放入球磨罐中加入乙醇搅拌0.5~1h后，向料罐中料加入钢球和弹簧作为磨料进行球磨混料8~12h，控制球磨机转速300~400转/min；    将经球磨混料的Ag粉或复合粉末烘干，然后研磨10~30min，加入粘结剂制成柱状样品，干燥12h，再在N₂保护下加热到600~700℃，保温1h，随炉冷却到100℃，得到Ag靶材或Ag复合靶材，取出备用；（2）激光烧蚀控制合成：将上述靶材置于顶部带石英玻璃窗的不锈钢容器中，启动位于工作台上的脉冲激光器，控制脉冲激光器激光束的波长1064nm，频率10‑20Hz，激光能量密度范围50‑80J/mm²，激光器工作台的X‑Y‑Z轴联动，激光束透过石英玻璃窗对靶材进行辐照烧蚀，产生含银的等离子体，同时通入保护载气N₂，控制载气流速0.2‑0.5L/min，形成含银的气相形核和团簇，将其导入温度为10~30℃的液相收集体系中，最后经过固液分离得到Ag纳米粒子、Ag‑SiO₂双相复合纳米粒子或Ag‑Ni‑SiO₂三相复合纳米粒子，其形状为球形或椭球形，尺寸范围为5~50nm，Ag‑Ni‑SiO₂三相复合纳米粒子是三相混合复合结构。