开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
众所周知，所谓“纳米”是长度单位nanometer的英文说法，其词根来自于古希腊，意为矮小。1nm等于10^-9m，约为10个原子量级。纳米材料[1]则是指组成材料的最小微粒在三维上含有处于纳米级的尺度或是产品本身三维即处于纳米尺度。虽然我们在宏观上并不能实际感受纳米的存在，但在现在纳米科学是材料学研究中的巨大热点。究其缘由，是因为金属粒子在其尺寸下降到某一限度时，会表现出不同的光学[2]、热力学[3]、电磁学[4]等特性的变化，这些变化为各种交叉学科提供了绝佳的发展机遇，高效催化剂[5]，特种材料等等也因此氤氲而生。
1981年扫描隧道显微镜的发明，1990年在美国巴尔的摩第一届国际纳米科技会议的成功举办更是促进了纳米科技的高速发展。
而在诸多的纳米材料中，纳米银因其相对低廉的生产成本，优异的光学、催化、生物顺应性[6]等性能受到诸多研究人员的青睐。而纳米银抗菌[7]性能的发现，则为医学界解决细菌感染等病症提供了一条崭新的思路。
如今，抗生素的滥用已经成为社会各界不可忽视的重大问题，而银纳米粒广谱抗菌性以及无耐药性的发现为饱受抗生素滥用之苦的患者们带来了新的转机。
因此，如何制备球形银纳米粒（AgNPs）便是研究的重点。而制备方法又可分为物理法与化学法[8]，同时又有自上而下和自下而上[9]的两种合成思路。所谓自上而下，即是利用粉碎、蚀刻等将宏观的大型原料转化为微观的纳米材料，而在原料进行分解的过程中如何调控所形成微粒的尺寸便是合成的重点，本文将不进行该方面进一步讨论。而自下而上法，又可分为两个部分，其一是利用特殊的仪器设备将单个原子或者分子逐步组装进而形成产品或者制作产品的素材；其二是利用化学方法进行合成，通过特定的化学条件诱导其产生相应的产品。
在自下而上法之中，常用的制备纳米银的方法又有液相化学还原法[10]、微生物还原法[11]、光化学还原法和高能辐射还原法。在这其中又以液相化学还原法最为常用，所制得的银纳米粒大小形貌以及理化性质以及生物学表征都与制备方法息息相关。在这种方法中，银纳米粒子通过使用定量合适还原剂来对银纳米粒进行调控。所使用的还原剂既可以是强还原剂如硼氢化钠，也可以是弱还原剂如柠檬酸盐、多元醇、抗坏血酸盐，但是强还原剂有利于获得更小粒径的银纳米粒。有研究[12]表明，在生成银纳米粒的过程中改变还原剂还原能力、pH、反应物温度、反应物浓度等均可影响最终银纳米粒的形貌与大小。该法成核基本原理为在保护剂存在时，将还原剂均匀分散在溶剂（如去离子水）中的前驱体（银盐）转化为Ag0，然后把Ag0在控制反应条件的基础上逐步使其生长为AgNPs并从溶液中析出，分离即可获得产物与保护剂的复合物。
除此之外，还有对于其他成熟纳米微粒制备方法的进一步推广也可以制备银纳米粒，例如将制备金纳米粒的成熟方法Turkevich合成法推广为对银纳米粒合成的Lee-meisel合成法。Lee-meisel合成法[13]使用Na3Ct（柠檬酸三钠）通过对AgNO3胶体溶液的还原来制备银纳米粒，然而与Tuekevich法制备金纳米粒不同的是，Lee-meisel法制备的银纳米粒不仅粒径更大（半径为30-100nm），而且粒径均一度较差并且形态难以掌控[。要想获得理想的球形银纳米粒，只能通过分步还原法[14]。Lee-meisel法可以通过对反应的各个阶段取样进行紫外检测的方式进行反应监控。通常的监测结果为：开始时，没有紫外吸收；经过总反应时间的三分之一后，会出现等离子体吸收峰，这一吸收峰即可表征银纳米粒正在生长。Gorup[15]等人在第一次出现等离子体吸收峰后加入通入氨气停止反应，利用扫描隧道显微镜观察粒子，发现此时出现的银纳米粒粒径可达1.1nm。但是，这一发现并不能排除这些粒子是由于电子束的存在使反应基质形成微粒，亦或是未反应的先导物的残渣形成。其粒子生长的过程研究人员至今都未能完全掌握，本论文将主要对Lee-meisel合成法中存在的问题进行改进并进一步得到新的可控粒径银纳米微粒的合成方法。
对此，将引入介尺度[16]的概念及其方法来对lee法进行相关改良。在lee的方法中，他将90mg的AgNO3溶解在500ml的烧杯中并煮沸，然后加入浓度为百分之一的柠檬酸盐10ml，再将混合溶液继续煮沸约1小时，即可获得银溶胶。而从介尺度的角度来看，这种方法仅仅只是在材料层次上思考问题，只考虑到分子原子以及其宏观原料，而没有考虑到原料与反应器之间的相关性。对lee法的改进，主要便是利用反应器尺度上的颗粒控制与流体控制。在反应器中颗粒的分布并不均匀，很容易出现局部浓度过高而局部浓度过低的不利条件，而这种现状的后果，不仅是副反应增多，而且不能实现反应的精准控制。介尺度第二层次所要实现的主要目标便是在反应器内实现物料的充分接触，促进反应的进一步可控化，而利用湍流提供的物质间的充分接触便是解决方案之一。本论文重点将对如何利用湍流改良lee法展开讨论。
参考文献
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