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纳米Ag溶胶及其薄膜的制备和表征
纳米Ag溶胶及其薄膜的制备和表征
摘要：纳米Ag溶胶作为一种重要的抗菌材料，其制备和表征技术逐渐成熟，使用范围不断扩展。本文主要介绍了纳米Ag溶胶的制备方法，对其物理化学性质和抗菌性进行了分析，最后介绍了纳米Ag溶胶薄膜的制备和性能表征。
关键词：纳米Ag溶胶，制备，表征，抗菌材料
一、纳米Ag溶胶的制备方法
纳米Ag溶胶制备方法多种多样，主要可归纳为物理方法、化学方法和生物法。其中，物理法包括气相冷凝、电弧等方法，化学法包括还原法、溶胶-凝胶法、亲核加成法等，生物法包括生物还原法、生物合成法等。本文重点介绍还原法和溶胶-凝胶法两种方法。
1.还原法
还原法是一种比较常用的纳米Ag溶胶制备方法。该方法将银盐还原为纳米Ag，还原剂常用的有NaBH4、甲醛、葡萄糖等。以NaBH4还原为例，其反应式如下：
Ag++BH4^-→Ag↓+B(OH)3
制备步骤如下：先取1.00gAgNO3，加入20mL去离子水中搅拌溶解，加入2.00mL0.1mol/L的NaOH溶液进行混合均匀，然后缓慢加入4.00mL0.1mol/L的NaBH4溶液，同时搅拌，随着还原反应的进行，纳米Ag颗粒开始生成，反应30min后，将反应液离心，去除上清液，用去离子水洗涤纳米Ag粉末3次，将其干燥得到纳米Ag溶胶。
2.溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是一种化学制备纳米Ag溶胶的方法。以良好的均质性和粒径分散性著称，其反应式如下：
Ag++OH^-→AgOH
AgOH→AgO↓+H2O
AgO→Ag↓＋O
制备步骤如下：将AgNO3溶于去离子水中，将其放置在250ml锥形瓶中，在加入恒定的pH值的NH3·H2O溶液下”溶胶”状态的Ag+与OH^-反应得到AgOH胶体。将制得的AgOH胶体在60℃下，凝胶化形成AgO凝胶。将AgO凝胶在氢气氛下，退火制得纳米Ag溶胶。
二、纳米Ag溶胶的物理化学性质及抗菌性
1.纳米Ag溶胶的物理化学性质
纳米Ag溶胶的颗粒大小一般在1~100nm之间，具有较高的比表面积和表面活性，提高了其光催化、电化学等性质。纳米Ag溶胶颜色呈灰色或蓝色，随着粒径的减小，颜色将变为棕色。纳米Ag溶胶在水中具有良好的分散性，而且由于其颗粒核心的电子密度高，具有很好的复合场强和催化剂作用。
2.纳米Ag溶胶的抗菌性
纳米Ag溶胶由于其独特的颗粒形态和活性表面，具有很好的抗菌效果。研究表明，纳米Ag溶胶可以有效杀死细菌，真菌和病毒，其杀菌效果可能取决于溶胶的粘度、颗粒分散度、温度和pH等因素。纳米Ag溶胶通过破坏微生物们的细胞膜和细胞核以及抑制微生物们的代谢活性来达到抗菌效果。
三、纳米Ag溶胶薄膜的制备和性能表征
纳米Ag溶胶薄膜广泛用于抗菌、导电等领域，常用的制备方法有溶胶-凝胶法、磁控溅射法、原子层沉积法等。其中，溶胶-凝胶法依然是一种常用的制备方法。
制备方法如下：制备纳米Ag溶胶后，将其涂布在基板上，然后将其加热，进行凝胶化，使得涂膜具有一定的持久性和机械性能。薄膜可以通过表面粗糙度，晶体结构，透过率，掺杂物成分等多方面进行性能表征。
结论
纳米Ag溶胶作为一种重要的抗菌材料，在制备和表征技术上已经相对成熟，并且使用范围也不断扩展。其中，制备方法主要有还原法和溶胶-凝胶法等，物理化学性质和抗菌性主要受到粒径、颗粒形态和表面活性的影响；纳米Ag溶胶薄膜则可以通过表面粗糙度，晶体结构，透过率，掺杂物成分等多方面进行性能表征。