高浓度水相纳米银制备开题报告课题名称 高浓度水相纳米银制备系名称 专业名称学生姓名 指导教师一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据纳米银材料研究现状：纳米银材料的形貌、尺寸不同，其性质也存在很大差异。近年来，为了实现对纳米银材料形貌、尺寸的控制，研究者开发了不同的方法来制备纳米材料，管状、棒（线）状、三角形、六边形片状以及立方块等形状的纳米银材料的制备均有文献报道。 5近年来，新技术不断涌现，将传统方法与新技术结合，通过特殊装置制备纳米粒子的方法层出不穷。外国科学家发明了一种新的超临界流体膨胀技术来制备半导体和纳米银粒子 。先在压力发生器中制备了含 AgNO3 的反胶束溶液，用注射泵在快速蒸发过程中产生及保持压力。然后使反胶束进入管式加热炉，通向含NaBH4 和 PVP 的乙醇溶液，快速膨胀生成银纳米粒子。该方法的显著特点是，纳米粒子在超临界流体反应器外的环境条件下生成，避免了原位反应法中粒子收集的困难。 2纳米科技是影响未来人类生活的世界三大新科技之一，是与生命科学、信息技术、能源科学并重的 21 世纪具有战略意义的重要领域。纳米技术作为引领下一代技术发展的主导技术,其巨大的潜在利益和发展前景受到了世界的广泛关注,也引起了各国的激烈竞争。近年来,纳米研发投入一路攀升,研发成果不断涌现。就整体研发实力而言,美国和日本一路领先,德国紧随其后,中国、印度、俄罗斯等发展中国家则迅速追赶,进步显著。 1纳米技术自进入新世纪以来一直倍受世人的关注。直到今天,纳米技术依然是世界各国重点发展的技术领域之一。发达国家纳米技术研发热情不减,并逐渐开花结果; 一些发展中国家紧跟纳米科技发展潮流,纷纷出台纳米科技发展战略 ;纳米技术产业化进一步向前迈进,其相关风险研究也引起了各国的重视。纳米银材料具有普通块状材料所没有的小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应，表面等离子共振效应等性质，因此在光电，超导，抗菌，催化等领域具有极大的开发潜力和应用价值，是一种应用前景广阔的新型材料。二、选题意义及课题来源2.1 选题意义到目前为止，纳米技术已经相当成熟。 。纳米银材料具有很大的比表面积和高的表面活性，导电率比普通银块至少高 20 倍，因此，广泛用作催化剂材料 、防静电材料 、低温超导材料 、电子浆料、生物传感器材料、涂料、纺织、等领域。纳米银还具有抗菌 、除臭及吸收部分紫外线的功能 ，因此可应用于医药行业和化妆品行业。除此之外 ，银纳米材料具有特殊的光学性能，这使得银纳米材料的用途更加广泛，在众多的纳米材料中备受重视。本论将文采取液相化学还原法，主要以硝酸银为银源，水合肼及其衍生物为还原剂，PVP 系列为保护剂对纳米银的制备进行研究，对制备过程的保护剂分子量、反应温度、反应时间、PH 值、滴加速度等主要影响因素进行了考察。2.2 课题来源天津大学印刷电子研究中心提供三、研究目的，实验基础，研究内容及其方法。3.1 设计内容纳米银的制备方法各种各样，根据分类依据的不同其分类方法也不同：按照反应条件不同可以分为 射线辐射法、超声还原法、光化学还原法和电极电解法等；按照其制备机理不可分为化学方法和物理方法；按制备过程中物质的状态不同可分为气相法、固相法和液相法。本实验采用的是液相化学法：在液相条件下将各种实验原料进行充分混合后，加入适当的保护剂，通过调节反应物的浓度、投料顺序、反应时间、反应温度等工艺参数，在分子甚至原子的基础上制备具有一定粒径分布及形貌特征的新型纳米材料。该方法的优点在于实验流程简单，制备工艺成熟，易于工业放大，纳米粒子的形貌、尺寸可控。3.2 工艺方案硝酸银作为银源，聚乙烯吡咯烷酮（pvp）作为保护剂，水和乙醇的混合物作为溶剂，10%的水合肼作为还原剂，利用双进泵采用双注法进料，在水域恒温下反应得到纳米银。通过粒度仪、紫外-可见分光光度计、超高分辨率扫描电子显微镜等大型精密仪器的检测来表征纳米银。用 1mol/L 的 NaOH 调整 PH 值，测定不同 PH 值对纳米银粒度、转化率等的影响；调整进料速度来控制反应速度，测定不同进料速度对纳米银粒度、转化率等的影响；改变 pvp 的分子量大小，形成保护剂的不同，测定不同分子量的 pvp 对纳米银粒度、转化率等的影响。3.3 预期结果经过方案设计科学的实验，使得得到科学、高效的实验方法得到高浓度的纳米银。四、设计任务目标与进度安排4.1 项目任务目标产品名称：水相纳米银产品粒度：0-100nm产品纯度：99.9%产品形貌：三角形、立方体、球形、棒状、线状4.2 进度安排2011.10.102011.11.01: 制定工作计划，确定设计（论文）题目。2011.11.022011.12.01: 查阅文献，了解课题，撰写开题报告。2011.12.222012.03.19：教师指导学生修改开题报告。2012.03.212012.05.01：进行毕业设计（论文）工作。2012.05.012012.05.15：进行毕业设计（论文）中期检查。2012.05.162012.06.01：进行毕业设计（论文）工作。2012.06.012012.06.10：进行毕业设计（论文）答辩。五、可行性分析本实验中所用试剂主要有：硝酸银、PVP、乙醇、水合肼、丙酮等，这些试剂均是常见且可以在化学试剂商店买到，本实验均使用去离子水做溶剂。实验室具备所需的制备、检测仪器，其中主要有：水浴恒温反应釜、可变容量单道移液器、电子天平、超级恒温水浴、多功能磁力搅拌仪、数控超声波清洗器、电热鼓风干燥箱、马弗炉、台式高速离心机、紫外可见分光光度计、透射电子显微镜、激光粒度仪等以上实验试剂和实验仪器在天津大学印刷电子研究中心均有。参考文献：1姜桂兴世界纳米科技发展态势分析J世界科技研究与发展，2008.4，30(2)：2372402张立德国际纳米科技的最新发展动态及我国面临的挑战与对策J高新技术及产业，2007.7，21(4)：31353高雯雯化学法制备纳米银研究进展J榆林学院学报，2011.7，21(4)：77814吴翔纳米材料的发展历史、现状与发展趋势(上) J遵义科技，2007，3：6105孙玉绣，张大伟，金政伟编， 纳米材料的制备方法及其应用 北京：中国纺织出版社，2010.96钱逸泰，朱英杰，张曼维等纳米金属，合金，氧化物及纳米金属/氧化物复合材料的辐射化学法合成 J微米纳米科学与技术，1995，1(1)：27317周益明，忻新泉低热固相合成化学J无机化学学报，1999，15（3）：5248孙继红，张晔，范文浩等Sol-Gel 技术与纳米材料的化学剪裁J化学进展，1999，11（1）：80859Li R,Kim D J,Yu K, et al,Study of fine silver powder from AgOH Slurry by hydrothermal techniques,Journal of Materials Processing Technology, 2003, 137:5559选题是否合适： 是 否课题能否实现： 能 不能指导教师（签字） 年 月 日选题是否合适： 是 否课题能否实现： 能 不能审题小组组长（签字） 年 月 日