Page 113 - 《精细化工》2020年第8期

第 8 期 王学川，等: 光辅助原位清洁制备 Ag/AgCl 纳米颗粒
下降，并且在 2θ=38.1°、44.3°有 2 个明显的衍射峰
出现，其位置和强度与 Ag 标准 JCPDS（No. 04-0783）
卡片的(111)、(200)精确对应 [18] 。这表明光照后溶液
中的颗粒同时存在 Ag 和 AgCl。值得一提的是，由
图 2b 可以得到光照 10、50、90 min 后，单质 Ag
衍射峰出现的位置和强度都不发生变化，意味着本
实验最佳反应时间为光照 10 min。另外，本文通过
沉淀法合成的 Ag/AgCl 纳米颗粒的 XRD 谱图如图
2c 所示，在 2θ= 27.9°、32.3°、46.4°、54.9°、57.6°、67.5°
和 76.8°处也观察到了特征峰，分别归因于 AgCl
的(111)、(200)、(220)、(311)、(222)、(400)和(420)，
[19]
并且在 2θ=38.2°处观察到 1 个可对应于 Ag(111)的峰 。
通过文献中所提到粉末的颜色和 XRD 分析结果，证
明通过沉淀法成功合成了 Ag/AgCl 纳米颗粒。
此外，一步光还原法制备的 Ag/AgCl 纳米颗粒
的 XPS 分析结果如图 3a 所示，所制备的纳米颗粒
主要由 Ag 和 Cl 元素组成，这与 XRD 分析结果一
致。在 Ag 3d 光谱中，核心结合能 368.10 eV 和 374.10 eV
分别对应于 Ag 3d 5/2 和 Ag 3d 3/2 （图 3b）。Ag 3d 3/2
分解为 374.00 和 374.73 eV 的 2 个峰，Ag 3d 5/2 分解
为 368.02 和 368.84 eV 的 2 个峰。368.84 和 374.73 eV
的峰可以归属于 AgCl 的 Ag 3d 峰，而 368.02 和
[20]
374.00 eV 的峰可以归属于金属 Ag 单质的 Ag 3d 峰 。
XPS 分析结果进一步证实了 Ag/AgCl 纳米颗粒已经
通过光还原法成功合成。
图 3 Ag/AgCl 纳米颗粒 XPS 谱图（a）；Ag 3d 的 XPS
谱图（b）
Fig. 3 XPS spectra of Ag/AgCl nanoparticles(a); XPS
spectra of Ag 3d (b)
·1611·
图 4 为一步光还原法制备的 Ag/AgCl 纳米颗粒
的 DLS、TEM 和高分辨率透射电镜（HRTEM）的
表征结果。由图 4a、图 4b 动态光散射和透射电镜
结果可以看出，Ag/AgCl 纳米颗粒粒径主要分布在
50~150 nm，平均粒径为 100 nm，整体形貌为不规
则的球状颗粒；图 4c 可以清晰分辨 Ag/AgCl 纳米颗
粒有 2 条晶格条纹，1 条晶格条纹的间距为 0.238 nm，
可对应于 Ag（标准 JCPDS 的 No. 04-0783）的（111）
晶面，另 1 条 0.196 nm 的条纹可以对应于 AgCl（标
准 JCPDS 的 No. 31-1238）的（220）晶面。其原因
是光照射 AgCl 溶液时，AgCl 颗粒被部分还原成了
Ag 纳米颗粒，表面能的降低使得 Ag 纳米颗粒分散
结合在 AgCl 表面上。图 4d 可以表明，Ag 和 Cl 两
种元素共存于这些纳米颗粒中。综上分析，本文成
功制得了具有良好结晶性的 Ag 单质和 AgCl 复合纳
米颗粒。
图 4 Ag/AgCl 纳米颗粒的粒径分布图（a）；TEM 图（b）；
HR-TEM 图（c）；高分辨图像以及 Ag 和 Cl 的 Mapping
图(d)
Fig. 4 Particle size distribution of Ag/AgCl nanoparticles (a);
TEM image(b); HRTEM image(c); BF-TEM image
and the corresponding elemental mapping of Ag and
Cl(d)
2.3 Ag/AgCl 纳米颗粒的光吸收性能
一步光还原法制备 Ag/AgCl 纳米颗粒变化如图
5a 所示，淡蓝色的原溶液（左样品瓶）经紫外光照
变为灰色的 Ag/AgCl 纳米颗粒溶液（右样品瓶）。
+
如图 5b 所示，红色曲线是向水溶液中加入 Ag 后的
吸收光谱，270 nm 处出现 AgCl 的特征吸收峰，进
一步表明 AgCl 的生成。而上述溶液在光照后，
270 nm 处的吸收峰明显下降，同时在 450 nm 处出
现了可归属为 Ag 纳米粒子的特征吸收峰 [21-22] 。上
述结果表明，在 Ag/AgCl 纳米颗粒的制备过程中，
–
+
Ag 与 RO 级水溶液中 Cl 首先形成了 AgCl 纳米颗
粒，后者在光照条件下进一步生成 Ag/AgCl 纳米颗
粒。为了考察溶液中氯离子浓度对 Ag/AgCl 纳米颗