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蒸发-冷凝技术通常使用气相路线 , 利用管式炉在大气压下合成纳米球 。 通过这种技术已经合成了使用多种材料的各种纳米球 。 管式炉的中心包含一个装有贱金属源的容器 , 该金属源被蒸发到载气中 , 从而最终合成纳米粒子 。 纳米颗粒的尺寸、形状和产量可以通过改变来控制反应设施的设计 。 然而 , 通过管式炉通过蒸发-冷凝合成银纳米粒子有许多缺点 。
管式炉占用空间大 , 提高金属源周围温度消耗高能量 , 需要较长时间来保持其热稳定性 。 为了克服这些缺点 , 荣格等人证明了陶瓷加热器可以有效地用于合成高浓度的银纳米粒子 , 化学合成方法通常用于通过还原金属盐在水溶液或有机溶剂中以胶体分散体形式合成金属纳米颗粒 。 各种金属盐用于制造相应的金属纳米球 , 如金、银、铁、氧化锌、铜、钯、铂等 。
此外 , 还原剂和封端剂可以很容易地改变或修改 , 以在尺寸分布、形状和分散速率方面实现银纳米粒子的所需特性 。 银纳米粒子主要通过化学合成合成或图尔克维奇方法 。 在合成具有特定形状、尺寸和各种光学特性的金属纳米粒子时 , 应考虑还原剂和稳定剂的强度和类型 。 更重要的是 , 由于通常使用稳定剂来避免这些纳米粒子的聚集 , 因此需要考虑以下因素来确保该方法的安全性和有效性:溶剂介质的选择;使用环保还原剂;以及选择相对无毒的物质 。
【蒸发冷凝技术通常使用气相路线,利用管式炉在大气压下合成纳米球】纳米粒子的成核和生长受各种反应参数的控制 , 包括反应温度、浓度、前体类型、还原剂和稳定剂 , 以及表面活性剂和前体的摩尔比 。 这些金属盐的化学还原可以通过各种化学还原剂完成 , 包括葡萄糖、肼、水合肼、抗坏血酸盐、乙二醇、N-二甲基甲酰胺、氢气、葡萄糖、抗坏血酸盐、柠檬酸盐和硼氢化钠 。 布鲁斯特和他的同事发明了最广泛使用的合成方法 , 用于生产硫醇稳定的金纳米颗粒和银纳米颗粒 。
银离子在水溶液中被还原 , 从还原剂接收电子以从正价态转变为零价态 , 然后成核和生长 。 这导致粗团聚成低聚簇以产生胶体 。 以前使用强还原剂即硼氢化物的研究已经证明了小的单分散胶体的合成 , 但发现难以控制较大尺寸的银纳米颗粒的产生 。 使用较弱的还原剂 , 例如柠檬酸盐 , 会导致较慢的还原速率 , 这更有利于控制纳米颗粒的形状和尺寸分布 。
在银纳米颗粒合成过程中稳定分散的纳米颗粒是至关重要的 。 最常见的策略是使用可吸附在银纳米颗粒表面的稳定剂 , 避免它们的团聚 。 为了稳定和避免纳米的团聚和氧化 , 可以使用封端剂 , 例如壳聚糖、油胺葡糖酸、纤维素或聚合物 , 例如聚N-乙烯基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸和聚甲基丙烯酸甲酯 。 可以通过静电或空间排斥来实现通过封端剂的稳定化 。
例如 , 静电稳定通常是通过阴离子物质来实现的 , 例如柠檬酸盐、卤化物、羧酸盐或多氧阴离子 , 它们吸附或与银纳米颗粒相互作用以在银纳米颗粒表面赋予负电荷 。 因此 , 银纳米颗粒的表面电荷可以通过用柠檬酸盐离子包覆颗粒来控制 , 以提供强负电荷 。 与使用柠檬酸根离子相比 , 使用支链聚乙烯亚胺会产生具有高正电荷的胺官能化表面 。 其他封端剂也提供额外的功能 。 聚乙二醇包覆的纳米颗粒在高浓度盐溶液中表现出良好的稳定性 , 而具有羧基的硫辛酸包覆颗粒可用于生物偶联 。
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