专利摘要

本发明公开了一种多孔结构氧化银纳米管的制备方法，本发明提供的多孔结构氧化银纳米管是按照以下步骤的方法制得的：将滴有一定量银纳米线的微栅或硅片置于电感耦合等离子体装置中，并抽到低真空状态；通入一定量的氧气和氩气混合载体，加上一定的功率，反应处理时间为30s～120s，即可得到多孔结构氧化银纳米管。本发明相对其他氧化银纳米材料的制备方法，过程简单（一步法）、温度低(室温)、耗时短、安全无毒（物理方法）、易于工业化生产和制备，而且本发明制备的多孔结构的氧化银纳米管，形貌可控、比表面积大，相对其他同类氧化银纳米材料，在抗菌、电池、催化、传感等方面有望具有更大的实用价值。

权利要求

1.一种多孔结构氧化银纳米管的制备方法，其特征在于具有以下步骤和过程：

步骤一：将银纳米线乙醇分散液滴在微栅或硅片上，银纳米线乙醇分散液的浓度为1～4mg/ml；待干燥后，置于电感耦合等离子体腔中，抽气至本底气压为0.1～0.5pa；

步骤二：通入氧气和氩气混合载体，至腔体气压6.5～10Pa后，用射频电源在30W～80W的功率下进行放电，并放电处理30s～120s；载体中氧气和氩气的体积比例为3:1～1:1；气体流量为15～25sccm；

步骤三：待关闭电源，腔体放气完毕后，即得到多孔结构氧化银纳米管产物。

说明书

技术领域

本发明公开一种多孔结构氧化银纳米管的制备技术，具体涉及到一种多孔结构氧化银纳米管的制备方法，属于功能材料制备领域，在抗菌、电池、传感、催化等方面具有重要用途。

背景技术

氧化银（Ag₂O）本征上一种P型半导体（1.46eV），因其在抗菌、催化、电池、传感等领域具有潜在的应用价值，而为研究者们广泛研究。而多孔结构的纳米材料因其比块体结构具有更高的比表面积（接触活性点增多）和更短的传输路径（电子、离子路径减少），最终可以明显增强材料的性能参数。因此，研究和制备多孔结构的纳米氧化银晶体更具有重要的实际意义和科学意义。

根据上述考虑，选择制备多孔氧化银纳米晶体的方法显得尤为重要。当下，氧化银（Ag₂O）的物理制备方法主要采用溅射和有氧环境下热蒸发。这种气相方法需要高温条件而且仅应用在薄膜制备中，因此极大的限制了基底的选择和多种可控形貌晶体的制备（参考文献1,E.Lund,A.Galeckas,A.Azarov,E.V.Monakhov,B.G.Svensson,“Photoluminescence of reactively sputtered Ag₂O films”,Thin Solid Films536(2013)156–159）。而在湿法化学方法制备氧化银晶体（Ag₂O）中，这些研究都是以耗时长、复杂的实验步骤、有毒溶液的引入为基本前提的（参考文献2,L.M.Lyu,M.H.Huang,“Investigation of relative stability of different facets of Ag2O nanocrystals through face-selective etching”,J.Phys.Chem.C(115)2011,17768–17773）。因此，寻找一种简单、绿色、温和的制备方法来制备多孔结构氧化银晶体显得迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于针对现在氧化银制备方法的技术不足和新型形貌结构的需求，提供一种多孔结构氧化银纳米管的制备方法，实现简单、绿色、温和的可控制备。本发明的技术方案如下：

一种多孔结构氧化银纳米管的制备方法，它包括如下步骤：

步骤一：将银纳米线乙醇分散液滴在微栅或硅片上，待干燥后，置于电感耦合等离子体腔中，抽气至低真空；

步骤二：通入氧气和氩气混合载体，至一定腔体气压后，用射频电源（13.56MHz）在一定的功率下进行放电，并放电一定的时间；

步骤三：待关闭电源，腔体放气完毕后，即得到多孔结构氧化银纳米管产物。

上述的一种多孔结构氧化银纳米管的绿色制备方法，其特征在于步骤一中的本底气压为0.1～0.45pa。

上述的一种多孔结构氧化银纳米管的制备方法，其特征在于步骤二中的氧气和氩气的体积比例为3:1～1:1；气体流速为15～25sccm；腔体气压为6.5～10Pa；等离子处理施加功率：30W～80W；放电时间为30s～120s。

本发明的显著优点如下：（1）较文献报道的多步、高温、耗时长、有毒液引入等制备条件，本发明通过一步等离子体处理，在室温下，以银纳米线为模板，快速绿色制备表面多孔的氧化银纳米管，适合工业化生产。（2）本发明制备的表面多孔结构的中空氧化银纳米材料，形貌可控、比表面积大，相对其他同类氧化银纳米材料，在电池、催化、传感等方面有望具有更大应用潜力。（3）提出一种多孔材料的绿色等离子体制备方法，可能对其他多孔纳米材料的制备提供有益指导。

附图说明

附图1：所使用等离子体装置的示意图。

附图2-1：一种多孔结构氧化银纳米管的扫描电镜图片。

附图2-2：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片，内插图为选取衍射图片。

附图2-3：一种多孔结构氧化银纳米管的能谱图片。

附图2-4：一种多孔结构氧化银纳米管的高分辨透射电镜图片。

附图3-1：一种多孔结构氧化银纳米管的扫描电镜图片。

附图3-2：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片。

附图3-3：一种多孔结构氧化银纳米管的能谱图片。

附图4-1：一种多孔结构氧化银纳米管的扫描电镜图片。

附图4-2：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片。

附图5-1：一种多孔结构氧化银纳米管的扫描电镜图片。

附图5-2：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片。

附图6-1：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片，内插图为选取衍射图片。（实例2-放电时间0s）。

附图6-2：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片，内插图为选取衍射图片。（实例2-放电时间10s）。

附图6-3：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片，内插图为选取衍射图片。（实例2-放电时间20s）。

附图6-4：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片，内插图为选取衍射图片。（实例2-放电时间40s）。

附图6-5：一种多孔结构氧化银纳米管的透射电镜图片，内插图为选取衍射图片。（实例2-放电时间70s）。

附图6-6：一种多孔结构氧化银纳米管的粉末衍射图片（实例2-放电时间10s）。

附图6-7：一种多孔结构氧化银纳米管的形成机理示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面以实施例作详细说明，并给出附图描述本发明得到的一种多孔结构氧化银纳米管。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可于对本发明作各种修改和改动，这些等价的形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1：

步骤一：将浓度为2mg/ml银纳米线乙醇分散液滴在微栅（直径=3mm）或硅片（1cm×1cm），待干燥后，置于电感耦合等离子体腔中（附图1），并使样品距离线圈10cm处，抽气至低真空（0.45Pa）；

步骤二：通入氧气和氩气混合载体（体积比=3:1），待腔体真空为6.5Pa后，用射频电源（13.56MHz）在50W下进行放电，并放电70s；

步骤三：待关闭电源，腔体放气完毕后，即得到一种多孔结构氧化银纳米管产物，如附图2，附图2-1银纳米线在等离子体处理后的扫描电镜图片。可以由产物的衬度看到纳米管的形成且表面粗糙，附图2-2为对应的透射电镜图片，可以清楚看到产物的内部中空外部多孔的结构，内插衍射图表明产物为Ag₂O结构，附图2-3为对应的能谱，其中原子比表明产物为Ag₂O结构，附图2-4为多孔的中空Ag₂O的高分辨透射电镜图片，图中所标的面间距分别于Ag₂O结构相符。

实例2：

步骤一：将浓度为2mg/ml银纳米线乙醇分散液滴在微栅（直径=3mm）或硅片（1cm×1cm），待干燥后，置于电感耦合等离子体腔中（附图1），并使样品距离线圈15cm处，抽气至低真空（0.45Pa）；

步骤二：通入氧气和氩气混合载体（体积比=1:1），待腔体真空为10Pa后，用射频电源（13.56MHz）在30W下进行放电，并放电120s；

步骤三：待关闭电源，腔体放气完毕后，即得到一种多孔结构氧化银纳米管产物，产物的扫描电镜图片、透射电镜图片、能谱图片见附图3。

实例3

步骤一：将浓度为2mg/ml银纳米线乙醇分散液滴在微栅（直径=3mm）或硅片（1cm×1cm），待干燥后，置于电感耦合等离子体腔中（附图1），并使样品距离线圈10cm处，抽气至低真空（0.1Pa）；

步骤二：通入氧气和氩气混合载体（体积比=1:1），待腔体真空为6.5Pa后，用射频电源（13.56MHz）在80W下进行放电，并放电120s；

步骤三：待关闭电源，腔体放气完毕后，即得到一种多孔结构氧化银纳米管产物，产物的扫描电镜图片、透射电镜图片见附图4。

实例4

步骤一：将浓度为1mg/ml银纳米线乙醇分散液滴在微栅（直径=3mm）或硅片（1cm×1cm），待干燥后，置于电感耦合等离子体腔中（附图1），并使样品距离线圈10cm处，抽气至低真空（0.5Pa）；

步骤二：通入氧气和氩气混合载体（体积比=3:1），待腔体真空为10Pa后，用射频电源（13.56MHz）在50W下进行放电，并放电30s；

步骤三：待关闭电源，腔体放气完毕后，即得到一种多孔结构氧化银纳米管产物，产物的扫描电镜图片、透射电镜图片见附图5。

形成机理说明

为了了解这种多孔结构氧化银纳米管的快速制备的机理，我们按照将实例二中的反应条件，分别放电时间为0s,10s,20s,40s,70s。将产物进行透射电镜形貌图片和选取电子颜射表征。图6-1是初始银纳米线模板，选取衍射表明其单晶结构，图6-2是放电10s的透射电镜图片和选取衍射图片，可以看到银纳米线周围有一层15nm左右的氧化银，选取衍射证明氧化银的（111）面的存在。图6-6为放电10s时的粉末衍射图片，也可证明氧化银结构已经出现。图6-3是放电20s时的透射电镜图片和选取电子衍射图片，银纳米线中心已经出现了空位，氧化银的（111）面强度明显增强。图6-4为放电40s时的透射电镜图片和选取电子衍射图片，氧化银的纳米管结构已经完全形成。图6-7为放电70s时的透射电镜图片和选取电子衍射图片，由于氩离子的持续轰击，最终形成多孔结构的氧化银纳米管。图6-7为根据实验结果所画的生长示意图，首先，银纳米线外围与活性氧等离子体发生反应形成一层氧化银。随着时间的推移。银纳米线的中心银原子由于可肯达尔效应不断向外扩散，形成中空结构。最终由于氩离子的持续轰击，形成多孔结构的氧化银纳米管。该机理在制备氧化银结构中未见报道，因此丰富了这种快速制备氧化银纳米结构的指导方法。

一种多孔结构氧化银纳米管的制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。