氧化银的应用及制备

氧化银银粉末呈棕黑色，禁带宽度为2.25eV，见光逐渐分解，潮湿时易吸收二氧化碳；它广泛应用于净水剂、防腐剂、扣式电池、电子元器件材料和玻璃着色剂等方面；除此之外，氧化银还是有机反应中的一种常用的催化剂，它以反应条件温和，产率高，选择性好等优点，广泛在有机氧化反应，还原反应和偶联反应等反应中用作催化剂。^[1]

氧化银的应用^[2-4]

银是元素周期表中第57号元素，由于银原子4d轨道上的电子和5s轨道上的电子能量相差不大，因此在反应中可以失去一个电子或两个电子，因而银的氧化态有三种。因为银的电力能较低，所以+1最为常见。Ag₂O作为一种重要的p型窄带隙半导体材料，由于其独特的物理和化学性质，已在光电转换器件、传感器、超级电容器、感光记忆材料和光催化领域得到广泛应用。Ag₂O因为受热易分解，在光存储和磁光存储方面应用广泛。

光催化降解

光催化降解通过产生羟基自由基和超氧自由基等强氧化性基团来催化降解有机污染物。Ag₂O在光的照射下，可将空气和水中的O₂转化为羟基自由基和和超氧自由基，从而有效的降解有机污染物。

光存储介质

研究发现，氧化银制备的纳米薄膜拥有超大的存储密度，相比于现在的存储介质来说，其储存量将会有10000倍的提升。Tominaga等首次倡导利用氧化银半导体材料来更新以前落后的存储介质，基于此方向，大量学者做出了大量的研究。随后Fuji等通过具体实验发现在高温下分解氧化银纳米材料生成的Ag单质，在很大程度上突破了衍射极限，不仅加强了光盘的信噪比，增加了存储密度，还将数据的记录点缩小了，结果表明氧化银的确可应用在光盘读出层上。

气体传感器

Chen等将颗粒状的氧化银负载在SnO₂纳米管。上面，相比于SnO₂纳米管来说，其气敏性有了较大的提升。将乙醇和丙酮作为实验对象，检测它们的响应速度和恢复速度，从而将其应用到大气的实时监测上。Kim为了提高SnO₂对氢气的探测灵敏度，选择将氧化银和PTOX作为改性物质负载在SnO₂上，实验结果表明复合传感器具有很高的选择性，反应速度快、灵敏度较高。

光伏电池

氧化银是一种典型的p型半导体，其带隙宽度比较窄，且在一般条件下化学性质较稳定，可以将其作为一种优质的半导体光电材料。

包装材料

学者们通过添加纳米材料到传统的原材料当中，从而改变其性质，赋予新型包装材料更多的优点亦或是弥补原有的缺点。新型的食品包装材料不仅具有纳米材料的表面等离子性质，还具备更强的力学性能和抑制细菌生长的能力，在实用中发现食品的保质期和腐化速度都被优化了。

锌银电池

锌银电池是20世纪40年代初期发展起来的一种新型化学电源。虽然锌-银电池起步较晚，但是锌-银电池与铅酸电池、锌锰电池、氢镍电池、镉镍电池、锂离子电池等化学电源相比，具有很多突出优点，例如比能量高、比功率大、安全性好、放电电压平稳，特别是能够大倍率放电-31。基于这些优点，锌-银电池在20世纪得到了得到迅猛发展，并且在化学电源中成为一个重要的电源系列，在民用、军事以及航空航天方面有着广泛的应用。

锌-银电池的负极采用金属锌，正极是银的氧化物，一般为AgO和Ag₂O的混合物，电解质溶液一般采用KOH水溶液。锌-银电池是碱性电池，它可以被制成一次电池，也可以被制成可充电的蓄电池。放电过程中，首先是AgO被还原为Ag₂O，接着Ag₂O被还原为金属Ag。充电过程中，首先是金属Ag被氧化为Ag₂O，接着Ag₂O被氧化为AgO。无论放电过程还是充电过程，都要经过中间产物Ag₂O的步骤。

氧化银的制备方法^[3]

热分解法

Mashkani等利用热分解法，在大气中加热分解[Ag(HSal)]金属聚合物，通过设定反应温度为400℃反应时间为3h，制备得到了粒子尺寸为45nm左右的氧化银纳米颗粒。

磁控合成溅射法

Barik在常温下，利用玻璃作为基质，将氧化银利用溅射技术附着在玻璃板上，并且通过调节样流量的大小来研究薄膜的吸光系数、厚度、电阻率等特性。冯红亮等通过控制温度在150℃后，改变O₂和Ar₂的比例，通过该方法成功的在玻璃上附着了一层氧化银纳米薄膜。熊曹水等于常温条件下调节O₂和Ar₂的比例为1:1，然后再以高纯度的金属银作为靶材，制备了氧化银纳米颗粒。

湿化学沉淀法

化学沉淀法相对于其它的方法来说是最简单的方法，在Ag源中添加沉淀剂就会快速的发生反应。刘宇等采用湿化学法，利用硝酸银作为原材料，氢氧化钠作为沉淀剂，并逐步改变它们的浓度和体积成功制备了不同晶型的氧化银纳米颗粒，其晶粒尺寸大约在150-350nm。Wang等在室温下以硝酸银、氨水、氢氧化钠等作为反应剂，在保护剂的存在下制备了氧化银纳米颗粒，并通过改变碱性物质的浓度来调节氧化银微颗粒的粒径尺寸。

电化学法

Murray等以硫酸盐水溶液为反应环境，在通直流电的情况下牺牲以银作为的阳极的方法成功制备出了氧化银纳米颗粒，表征发现制备的样品呈现花状，颗粒直径大小约为0.3-1.8微米，在实验过程中改变直流电流的大小，发现氧化银颗粒的尺寸有较大的变化，于是可以通过改变电流大小来改变氧化银粒径的大小。克劳德利用交变电压作为电源，在实验过程中改变搅拌速度和电压制备出了粒径在30nm左右的纳米银和氧化银混合物。

生物法

生物法是利用微生物分解或还原金属的能力将各种合金或是金属氧化物分解为需要的金属粒子。Dhoondia以乳酸菌作为活性菌种，在适当的条件下合成得到了粒径为3~21nm的氧化银。Boopathi采用改良的生物法制得了单质银和纳米氧化银颗粒，改良的步骤是在制备过程中加入了热处理和超声波处理。结果表明在超声波辅助下，氧化银颗粒的形貌得到了优化。

_参考文献

[1] 武慧芳. 氧化银、银、氧化亚铜微纳米颗粒的形貌和尺寸控制[D]. 厦门大学, 2007, 12-13.

[2] 杨松波. 氧化银基半导体复合材料制备及其光催化性能研究[D]. 江苏大学, 2017, 7-8.

[3] 段帅. 氧化银基光催化剂的制备及其光催化性能的研究[D]. 长江大学, 2019, 12-16

[4] 张永光. 贮备式锌-银电池氧化银电极的电化学性能研究[D]. 哈尔滨工业大学, 2011, 12-16. 1-5.