一种Ag纳米粒子的制备方法与流程

一种ag纳米粒子的制备方法
技术领域
1.本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种用阴极辉光放电电解等离子体技术制备ag纳米粒子的方法。


背景技术：

2.近20年来，具有量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、量子隧道效应等独特的性能的纳米材料成为材料研究领域的热点。而其中的银（ag）纳米粒子由于独特的表面等离子体增强特性、优异的光学性质、高的化学稳定性、良好的导电性、导热性、延展性，在电子元件、抗菌、催化、表面拉曼增强和柔性光电等诸多领域具有广阔的应用前景。
3.研究发现，ag纳米粒子的特性不仅取决于粒子的形貌、类型和大小等因素，还取决于其合成方法。 例如，ag纳米粒子的抗菌活性与其粒径大小密切相关——银核越小，抗菌活性越高。 考虑到广阔的应用前景，开发简单易行的制备方法来获得颗粒尺寸小、分散性好、粒径分布均匀的银纳米粒子是纳米材料制备技术的核心问题。目前，这一领域的研究主要有3个目标：1）随意控制单个ag粒子的尺寸大小、均匀性、形态和内部结构；2）获得高度分散形式的粒子，并在高金属浓度下保持这一属性；3）开发环境友好、成本低、效益高、易于规模化的工业化制备工艺。现有技术中银纳米粒子的制备方法主要有：还原法、溶胶-凝胶法、固态热分解法、生物合成法和微乳液法等。其中，还原法制备银纳米颗粒是一种相对简单且有效的方法，一般是将金属银经酸溶等步骤制得银盐，再经还原剂如乙二胺四乙酸盐、柠檬酸三钠、乙二醇、硼氢化钠等还原制备银纳米粒子（银
→
银盐
→
银纳米粒子）。而且，制备银纳米粒子的方法中一般需加入稳定剂，以控制生成的微粒在纳米数量级。然而，上述制备方法不仅繁琐，而且产生废液、废气，污染环境，增加成本，生成的纳米粒子极易发生团聚，形貌不规则，粒径分布广。溶胶-凝胶法制备纳米银时反应时间长，成本高。固态热分解法虽然不需要溶剂和保护剂，但是难以控制生成物的粒径和纯度，能源耗费大。生物合成法化学试剂使用较少，无副产物，但微生物生长周期长、生长条件苛刻、影响因素较多。因此，现有技术中的制备方法都不能很好地同时满足上述3个目标。
4.阴极辉光放电电解（cgde）是一种新型的在阴极溶液中产生非平衡低温等离子体的电化学方法，其以铂针为阴极，金属棒或石墨为阳极，当用直流高压电源向两电极间提供一定的放电电压时，针状电极与水溶液之间产生尖端放电，形成冲击波、紫外光和热辐射，瞬间产生h、o、oh、e
aq-、h2o2等高活性粒子。由于这些活性物质在水体中产生，且具有化学特性高、反应温度低的优点，从而为各种类型的溶液化学反应提供了活性中间体源。到目前为止，辉光放电电解在降解有机废水、材料表面修饰、制备高性能聚合物、金属元素检测等方面报道较多。然而，将其用于银纳米粒子的制备还未见文献报道。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对现有技术中ag纳米粒子制备过程复杂、条件苛刻、生产成本偏高等缺陷，基于辉光放电电解等离子体的优势，提供一种方便、快捷、绿色的ag纳米粒
子制备方法。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种ag纳米粒子的制备方法，以高压直流电源提供电能，银片为阳极，铂针为阴极，以na2so4溶液和乙醇的混合液为电解液，在阴阳两电极间施加足够高的电压，阴极铂针与周围溶液之间产生明亮的辉光，形成稳定的等离子体；放电过程中原料阳极逐渐消耗，在磁子持续搅拌下放电一段时间，得到浊液；将浊液超声分散，高速离心，离心产物依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤数次，干燥，研磨，制得ag纳米粒子。
7.本发明制备方法是牺牲阳极银片的阴极辉光放电电解等离子体技术，通过尖端放电原理，在电解液中产生瞬间高温、局部高压并伴随着发光、发热、冲击波等微观效应，促使氧化、还原、分解等反应的进行来制备分散性好、纯度高的ag纳米粒子。电解液中加入适量乙醇的目的是清除辉光放电产生的羟基自由基(oh
•
)，回路中加入电阻的目的是稳定电流。
8.本发明制备方法具有以下有益效果：1）利用液体阴极辉光放电等离子体制备ag纳米粒子，装置简单，操作方便，条件温和（无需其他保护气体，放电过程中保持电解液温度为10～40℃），过程可控（改变参数，如放电电压、加入乙醇的量、放电时间等，获得不同结构、不同粒径的ag纳米粒子），是一种环境友好的绿色制备新技术。
9.2）反应过程所用的化学试剂种类少，用量低，减小了对环境的污染；产物纯度高，颗粒均匀，便于分离。
附图说明
10.图1是本发明制备方法中使用的阴极辉光放电电解装置的示意图。
11.图2是对比例1和实施例1～4制得产物的xrd谱图。
12.图3是实施例5～7制得产物的sem图。
13.图4是实施例4中液体阴极辉光放电的电流-电压曲线图。
14.图5是本发明制备方法在530 v放电电压下阴极辉光放电的发射光谱图。
15.图6是对比例1和实施例4中放电过程中电解液ph值的变化曲线图。
16.图7是实施例4制得产物的xps图。
17.图8是实施例4制得产物的uv-vis图。
18.图1中：1.高压直流电源，2.电源负极，3.电源正极，4.电阻，5.排气孔，6.容器盖，7.石英反应容器，8.电解质溶液，9.银片阳极，10.冷凝水入口，11.搅拌器，12.磁力搅拌子，13.铂针周围产生的辉光放电等离子体，14.铂针阴极，15.冷凝水出口。
具体实施方式
19.下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
20.本发明提供了一种利用阴极辉光放电电解等离子体制备ag纳米粒子的方法，具体按以下步骤进行：1）取图1所示的阴极辉光放电电解装置，该装置包括高压直流电源1、磁力搅拌器11和桶形的石英反应容器7。石英反应容器7侧壁上设有冷凝水入口10和冷凝水出口15，冷凝水入口10和冷凝水出口15通过位于石英反应容器7侧壁内的冷凝水通道连通，冷凝水入
口10和冷凝水出口15位于180
°
方向上，冷凝水入口10的高度低于冷凝水出口15的高度。
21.石英反应容器7的开口端安装有容器盖6，容器盖6上设有排气孔5、银片阳极9和铂针阴极14；银片阳极9的下端伸入石英反应容器7内，银片阳极9的上端位于容器盖6上方，并通过电阻4与高压直流电源1的电源正极3相连接；铂针阴极14的下端伸入石英反应容器7内，铂针阴极14的上端位于容器盖6上方，并与高压直流电源1的电源负极2相连接；铂针阴极14与银片阳极9之间的距离为0.5～1.5cm。
22.高压直流电源1采用直流稳压稳流电源。
23.容器盖6采用绝缘材料，优选聚四氟乙烯制成。
24.银片阳极9的厚度0.1～0.2 mm、长4～5cm，宽0.5～1cm。
25.将直径0.3～0.7 mm的铂丝密封于石英管内，铂丝尖端露出石英管的长度为0.5～1.5mm，制成铂针阴极14。
26.银片阳极9这样制得：取银片，用水砂纸打磨、抛光后，先在丙酮中浸泡10～15min，再在去离子水中超声洗涤10～15min，除去银片表面的油脂，制得银片阳极9。
27.电阻4的阻值为1～5 kω。
28.配制质量体积浓度为1～4g/l的硫酸钠溶液；2）将石英反应容器7放在搅拌器11上，磁力搅拌子12放入石英反应容器7内；将冷凝水入口10和冷凝水出口15接通冷水供应系统，然后，将硫酸钠溶液加入石英反应容器7内，再按150 ml硫酸钠溶液中加入5～20ml乙醇的比例，加入乙醇，混匀，形成电解质溶液8；乙醇作为辉光放电过程中产生的oh
·
自由基的清除剂。
29.3）启动磁力搅拌器11，调节转速启动磁力搅拌子12，对电解质溶液8进行搅拌，同时，开启高压直流电源1，给银片阳极9和铂针阴极14提供530～630 v放电电压，铂针阴极14产生明亮的辉光，形成稳定的铂针周围产生的辉光放电等离子体13，放电过程中银片阳极9逐渐消耗，电解质溶液8由无色变为棕褐色，再到黑色；持续放电0.5～2 h，得到黑色的浊液；持续放电过程中，电解质溶液8的温度保持在10～40℃；磁力搅拌子12转速保持在80～150 r/min。
30.4）将浊液超声分散15～20 min后，高速（10000～15000r/min）离心，依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤离心产物，40～60℃ 温度下真空干燥至恒重，研磨，制得ag纳米粒子。
31.放电过程中通过持续流动的冷水降温，使电解质溶液8的温度保持在10～40℃。
32.对比例1以150 ml质量体积浓度为2g/l的硫酸钠溶液为电解液，银片为阳极，针状铂丝为阴极，高压直流电源提供电能，2kω电阻稳定电压，在阴阳两电极间施加530v的电压，阴极产生明亮的辉光，形成稳定的等离子体；放电过程中阳极逐渐消耗，溶液由无色变为棕褐色，再到黑色；放电过程中以90r/min的转速对电解液进行持续搅拌，并保持电解液温度为30℃，放电2h，得到黑色浊液；将浊液超声分散20min，12000r/min高速离心分离，离心产物依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤，在60℃温度下真空干燥至恒重，得到黑色产物，该黑色产物为ag和ag2o纳米粒子的混合物，该混合物的xrd图谱见图2中的a。
33.实施例1以150ml质量体积浓度2g/l的硫酸钠溶液和5ml乙醇的混合液为电解液，银片为阳
极，针状铂丝为阴极，高压直流电源提供电能，2kω电阻来稳定电压，在阴阳两电极间施加530v的电压，阴极产生明亮的辉光，形成稳定的等离子体；放电过程中阳极逐渐消耗，电解液由无色变为棕褐色，再到黑色；以转速90r/min持续搅拌电解液，并保持电解液温度30℃，放电2h，得到黑色浊液；将浊液超声分散20min，转速12000r/min高速离心分离，离心产物依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤，在60℃下真空干燥至恒重，用玛瑙研钵研细，得到黑色产物，该黑色产物为ag纳米粒子，其xrd图谱见图2中的b。
34.实施例2以150ml质量体积浓度2g/l的硫酸钠和10ml乙醇的混合液为电解液，其它条件同实施例1，得到黑色产物，该黑色产物为ag纳米粒子，其xrd图谱见图2中的c。
35.实施例3以150ml质量体积浓度2g/l的硫酸钠和15ml乙醇的混合液为电解液，其它条件同实施例1，得到黑色产物，该黑色产物为ag纳米粒子，其xrd图谱见图2中的d。
36.实施例4以150ml质量体积浓度2g/l的硫酸钠和20ml乙醇的混合液为电解液，其它条件同实施例1，得到黑色产物，该黑色产物为ag纳米粒子，其xrd图谱见图2中的e。
37.实施例5放电电压530v、放电时间1.5h，其它条件同实施例1，得到黑色产物，该黑色产物为ag纳米粒子，其sem形貌见图3a。
38.实施例6放电电压560v、放电时间1.5h，其它条件同实施例1，得到黑色产物，该黑色产物为ag纳米粒子，其sem形貌图，见图3b。
39.实施例7放电电压600v、放电时间1.5h，其它同实施例1，得到黑色产物，该黑色产物为ag纳米粒子，其sem形貌图，见图3c。
40.实施例8以150ml质量体积浓度1g/l的硫酸钠溶液和12.5ml乙醇的混合液为电解液，银片为阳极，针状铂丝为阴极，高压直流电源提供电能，2kω电阻稳定电压，阴阳两电极间施加630v电压，阴极产生明亮的辉光，形成稳定的等离子体；放电过程中阳极逐渐消耗，电解液由无色变为棕褐色，再到黑色；以转速80r/min持续搅拌电解液，并保持电解液温度10℃，放电0.5h，得到黑色浊液；将浊液超声分散15min，转速10000r/min高速离心分离，离心产物依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤，在40℃下真空干燥至恒重，用玛瑙研钵研细，制得ag纳米粒子。
41.实施例9以150ml质量体积浓度4g/l的硫酸钠溶液和8ml乙醇的混合液为电解液，银片为阳极，针状铂丝为阴极，高压直流电源提供电能，2kω电阻来稳定电压，在阴阳两电极间施加580v的电压，阴极产生明亮的辉光，形成稳定的等离子体；放电过程中阳极逐渐消耗，电解液由无色变为棕褐色，再到黑色；以转速150r/min持续搅拌电解液，并保持电解液温度40℃，放电1h，得到黑色浊液；将浊液超声分散17.5min，转速15000r/min高速离心分离，离心产物依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤，在50℃下真空干燥至恒重，用玛瑙研钵研细，制得ag纳米粒子。
42.通过对比例1和实施例1～4制得产物的xrd图可知，硫酸钠溶液中加入不同体积量的乙醇，都可获得高纯度的纳米ag。并且通过实施例5～7的sem形貌可知，获得的材料都为纳米级。改变工艺参数，如电压、乙醇的量或通电时间等，可以获得不同结构、不同粒径的ag纳米粒子。
43.（一）本发明方法的制备原理：下面通过对电流-电压曲线的分析来说明本发明制备方法中的放电过程不是普通的电解，通过ph和发射光谱来说明制备纳米ag的原理。
44.1、电流-电压曲线用北京大华无线电仪器有限责任公司的dh1722a-6 直流稳压稳流电源（电压 0～1000 v，电流 0～0.5 a）对不同电压下的电流进行测定。
45.图4是以质量体积浓度2g/l的硫酸钠溶液和20ml乙醇的混合液为电解液，阴阳极之间的距离为1cm时，通过调节不同电压，绘制的液体阴极辉光放电等离子体的电流-电压曲线图。由图4可知，整个放电过程分为4段：ab段（0～500 v），为常规的普通电解区，随着电压的增大，电流增加，遵循欧姆定律和法拉第电解定律。bc段（500～530 v），是过渡阶段，即普通电解向辉光放电过渡的不稳定区域；随着外加电压的进一步增加，一层薄薄的气膜形成，将铂丝阴极与溶液绝缘；此时，由于气膜的导电性低于电解液，气-液界面的等效电阻急剧增大，导致电流突然减小，产生微弱而不稳定的辉光。cd段（530～630v），是辉光放电电解阶段；在这个阶段，电流几乎成为稳定的趋势，产生的辉光较稳定，所以选择在这个阶段合成银纳米颗粒。de段（＞630v），随着电压的增加，辉光变得更强，但此时阴极电极由于高温而烧毁，同时产生的等离子体稳定性差。当电压低于530v时，辉光较弱，等离子体稳定性差，高活性等离子体产生较少，获得的产物较少。基于以上分析，选择530～630v的电压作为制备银纳米颗粒的最佳放电电压。
46.2、发射光谱法分析用八通道高分辨光纤光谱仪(avaspec-uls 2048，荷兰avaspec公司)测定液体阴极辉光放电的发射光谱，结果见图5。图5中，波长为306nm和309nm的谱线为ho(a2ʃ

→
x2π)((1,0)和(0.0))的跃迁谱带，486.1nm和656.1nm处为氢原子的h
β
(4d 2d→
2p 2
p0)和h
α
(3d 2d→
2p 2
p0)谱线，777.7nm和844.6 nm处为激发态o(3p 5
p
→
3s 5
s0)和o (3p 3
p
→
3s 3
s0)原子的跃迁谱线。这是由于高能电子激发汽化的水分子产生大量ho
·
、h
·
和o
·
。328.1nm和 338.3nm处较强的发射线对应于ag的原子发射谱线，说明阳极银片氧化为ag

，然后产生的ag

在电场作用下迁移到阴极的等离子体-液体界面并被激发为ag原子；527.5nm、566.4nm、589nm和819 nm处为na的原子线，证明电解液中含有na

。
47.3、制备 ag纳米粒子过程中溶液ph值的变化阳极为银片、530v放电电压下，分别测定以质量体积浓度2g/l的硫酸钠溶液为电解液以及以质量体积浓度2g/l的硫酸钠溶液和20ml乙醇的混合液为电解液时，放电过程中电解液ph值随时间的变化，结果见图6。可以看出，放电前两种电解液体系的ph值都呈现中性；放电开始后，两种电解液的ph值迅速上升，呈现碱性。并且，只用硫酸钠溶液的电解液的ph值保持在10.0～10.5波动，而用硫酸钠溶液和乙醇的混合液的电解液的ph值保持在9.0～9.5波动，说明以混合液为电解液时，整个放电过程是在弱碱性环境中进行。由此说明，加入乙醇可以使电解液的ph值降低。
48.基于以上分析，本发明制备纳米ag的机理为：在外加电压作用下，将阳极金属银片氧化成ag

，在液体阴极辉光放电过程中，阴极周围的等离子体-溶液界面h2o受到高能电子(e*)的轰击，分解生成h
·
、e
−
、oh
·
、o
·
和h2o2等活性物质，其中h
·
、e
−
是还原性物质，oh
·
、o
·
、h2o
2 是氧化性物质。由于e
−
与 h的氧化还原电势分别为-2.87 v(h2o e
−
ꢀ→ꢀe−
aq
)和-2.30 v(h
e
−
ꢀ→ꢀ
h)，ag

的标准还原电势为0.8 v(ag
e
−
→
ag)，所以e
−
与h
·
都可以将ag

还原成为ag。乙醇作为羟基自由基会将氧化性物质oh
·
清除，从而使反应过程中存在更多的还原性物质，利于纳米ag的产生。所以溶液中的ag

在等离子体区和h
·
、e
−
反应生成ag，其主要反应如下：阳极： ag
−ꢀe−
ꢀ→
ag

ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)2h2o
ꢀ−
4e
−
→ꢀ
4h

o2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)阴极：e* h2o
→e−
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)e
−
h2o
ꢀ→
oh
•ꢀ
h
•ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)oh
•
oh
•→ꢀ
h2o2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)h
•ꢀ
h
•→ꢀ
h2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)e
−
oh
•→ꢀ
oh
− h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)e
−
h
•→ꢀ
oh
− h2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)e
−
h2o
ꢀ→ꢀ
oh
− h
•ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)e
−
e
−
→ꢀ
2 oh
− h2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)2h2o 2e
−
→ꢀh2 2oh
−ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)ag

迁移到等离子体-液体界面，可以和e
−
、h
•
发生还原反应得到ag纳米粒子：ag
e
−
→
ag
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)ag

h
•→
ag h

ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)另外，迁移到阴极附近的ag

可以和阴极产生的oh
−
反应生成ag2o：2ag
2oh
− = ag2o h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)再者，产生的ag也可以和oh
•
反应：2ag 2oh
•→ꢀ
ag2o h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)从而使不加乙醇时制得产物为ag和ag2o的混合纳米粒子。
49.加入乙醇后，会使产生的ag2o还原为ag，反应如下：c2h5oh oh
•→ꢀ
ch3cho h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)ch3cho oh
•→ꢀ
ch3cooh
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(18)c2h5oh ag2o
→ꢀ
ch3cho 2ag h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(19)ch3cho ag2o 2oh-→ꢀ
ch3cooh 2ag
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(20)ch3cho 2ag

2oh-→ꢀ
ch3cooh 2ag h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(21)加入乙醇后，溶液ph值由10左右降低为9左右，这是因为乙醇与oh
•
反应生成乙酸（（17）式和（18）式），清除了等离子体-溶液界面产生的oh
•
，产生的乙酸可以中和部分oh
−
，同时加入乙醇会抑制(7)式生成oh
−
，从而使溶液ph下降，碱性降低。总之，阴极辉光放电可以控制等离子体-液体界面和溶液中ag

、oh
−
、e
−
、oh
•
、h
•
的含量，因而间接控制了ag

在阴极还原的速度，从而达到控制银纳米粒子尺寸的目的。
50.（二）ag 纳米粒子的表征
上面通过对电流-电压曲线分析说明了本发明制备方法中的放电过程不是普通的电解过程，通过原子发射光谱、溶液ph值变化对反应机理进行解释。下面将利用x-射线粉末衍射(xrd)、扫描电镜(sem)、x-射线光电子能谱(xps)、紫外-可见光谱分光光度计(uv-vis)对材料的结构和形貌进行表征。
51.1、xrd分析采用d/max-2400型x-射线粉末衍射仪(日本rigaku公司，辐射源为cu k
α
，40 kv，150 ma，λ =0.154 06 nm)测试产物的结构。图2为对比例1和实施例1～4制备的产物的xrd谱图。由图2中的a可以看出，不加乙醇时得到ag和ag2o的混合物。其中，32.79
°
、38.07
°
、54.90
°
、65.44
°
和68.75
°
分别对应于ag2o的(111)、(200)、(220)、(311)和(222) 五个晶面衍射峰，其与ag2o的标准卡片jcpdf(41-1104)的特征衍射峰一致。38.12
°
、44.28
°
、64.43
°
、77.47
°
为ag的特征衍射峰。由此可见，不加乙醇时，得到的产物为ag2o和ag的混合物。加入乙醇后，在2θ=5~80
°
范围内仅有4个衍射峰，分别位于38.12
°
、44.28
°
、64.43
°
、77.47
°
。经过与jcpdf(04-0783)标准卡片对照，这4个衍射峰分别对应于面心立方结构金属ag的(111)、(200)、(220)、(311) 四个晶面的衍射，表明所制备的样品为面心立方结构的ag。从图2中的b～e还可以看出，添加乙醇后样品衍射峰的强度均较大，说明晶体的结晶度良好；无ag2o的衍射峰产生，且纯度达到95%以上。所以，硫酸钠溶液中添加乙醇作为电解液能够制备结晶度较高的银纳米颗粒。从图2中的b～e还可以看出，随着乙醇量的增加，衍射峰的峰形越来越尖锐，表明纳米ag的纯度越来越高，由95%增加到99%。且衍射峰有明显的宽化，衍射峰宽化是纳米粒子的特性之一，表明所制备的样品粒径较小，处于纳米量级。采用debye-scherrer公式计算得到图2中的b～e的粒径尺寸分别为21.6nm(5ml)、21.6nm(10ml)、25.1 nm(15ml)、32.2 nm(20 ml)。
52.2、扫描电镜测试采用 jsm-6700f 型扫描电子显微镜对所制备的材料进行粒径尺寸及形貌分析。观察前样品在60℃真空干燥后喷金。图3是以150ml质量体积浓度2g/l的硫酸钠和20ml乙醇的混合液为电解液，分别在电压530v（图3a）、560v（图3b）、600v（图3c）下制得银纳米粒子的形貌。从图3可以看出，在不同放电电压下，银纳米粒子的粒径低于100nm，且粒径分布均匀，团聚小，分散性好，说明不同放电电压下都可以获得银纳米粒子。
53.3、xps测试采用x射线光电子能谱(xps)对ag样品的成分进行检测，结果如图7所示。368.4ev和374.4ev分别为单质ag的ag3d
5/2
和ag 3d
3/2
结合能谱峰。且ag3d
5/2
和ag 3d
3/2
结合能之间的间距为6.0 ev，与标准的纯金属ag0的ag3d
3/2
和ag3d
5/2
的能谱峰自旋轨道差（分别为374.0ev和368.0 ev间距相差6.0 ev）高度吻合，进一步证明本发明合成的纳米粒子为纯度较高的ag0粒子。
54.4、紫外-可见吸收光谱法分析将制备的银纳米粒子分散在去离子水中，图8为ag 纳米粒子的紫外-可见吸收光谱（uv-vis）图。在约410 nm处获得银表面等离子体共振相匹配的宽吸收峰，表明本发明所获产物为银纳米颗粒。另外发现，光源对纳米粒子悬浮液的透光率小于12%。也就是说，本发明制得的纳米颗粒的悬浮液具有吸收紫外线的能力。