一種快速高效的超細銀納米線制備方法
【專利摘要】本實驗公開了一種快速高效的超細銀納米線的制備方法。本實驗首次通過在氯化銀中引入溴化鈉制備了超細銀納米線，其平均直徑約30.4nm。該銀納米線的制備方法包括：首先在反應器中加入溴化鈉、聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇、預熱并攪拌，再加入氯化銀粉末，然后緩慢滴加硝酸銀溶液，反應即得銀納米線母液；將母液移入離心管中，加入乙醇離心分離，移去上清液，保留沉淀物，重復此操作2-4次，最后將銀納米線分散在乙醇中，即得銀納米線乙醇溶液。本發(fā)明提供了一種非惰性氣體保護、快速高效、溶液法制備超細銀納米的方法。另外，整體反應物用量增加一倍，產(chǎn)物仍然具有高的納米線選擇性。
【專利說明】
一種快速高效的超細銀納米線制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于納米光電材料科技領域，涉及納米材料、導電材料和導電薄膜技術領域，具體涉及一種快速高效的超細銀納米線制備方法。
【背景技術】
[0002]銀納米線因具有優(yōu)良的導電性能、高的比表面積、獨特的光學性質(zhì)等特點，在透明電極材料、生物醫(yī)學、催化等領域有著非常廣泛的應用前景。其中，應用于透明薄膜電極的銀納米線一般具有大的長徑比，故高性能銀納米線的制備受到了人們的廣泛關注，在高質(zhì)量銀納米的合成中，美國斯坦福大學的Cui Yi等人在Nano Letter，2008，8，689-692上合成出的銀納米平均直徑為103nm，平均長度為8.7 μπι,日本大阪大學Katsuaki Suganuma等人在Nano Research，2014，7，236-245上合成銀納米線長度范圍雖在20-100 μ m，但其直徑高達91nm。近期，對于溶液法快速高效制備直徑在50nm下的銀納米線鮮有報道，美國杜克大學Benjamin J.Wiley等人在Nanoscale，2012，41996-2004上合成出的銀納米直徑達到了 42nm，然而銀納米線的長度只有3 μπι，發(fā)展高效、快速制備超細超長的銀納米線具有現(xiàn)實意義。本專利是以氯化銀作為晶種來源，首次引入溴化鈉后得到銀納米線的平均直徑達30.4nm，平均長度達11 μm，產(chǎn)率高達82%。值得指出的是，反應時間縮短至lOmin，整體反應物用量可提高一倍，產(chǎn)物仍然具有高的納米線選擇性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種快速高效的超細銀納米線制備方法，且無需惰性氣體保護。
[0004]快速高效的超細銀納米線制備的步驟如下:
[0005]I)向反應器中加入16ml乙二醇，0.008-0.012g溴化鈉，0.6-0.8g聚乙烯吡咯烷酮，然后攪拌并加熱，其中攪拌速度為100-300rpm，加熱溫度至165_175°C。最后加入0.03-0.06g氯化銀，在反應2-5min之后，再緩慢加入4ml含有0.16-0.26g硝酸銀乙二醇溶液，滴加速度為0.4ml/min，反應時間10_30min，冷卻至室溫，得到銀納米線母液。
[0006]2)將銀納米線母液倒入離心管中，在2000-4000rpm速度下離心15?30min，棄去沉淀物，保留上層銀納米線母液，加入銀納米線母液體積份3-8倍的乙醇，而后通過4000-6000rpm尚心處理并除去上清液，如此重復3_5次，最后米用乙醇對沉淀物進彳丁提取和分散，得到銀納米線乙醇溶液。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0008]用氯化銀作為晶種來源，通過引入溴化鈉實現(xiàn)銀納米線直徑的超細控制；
[0009]反應無需惰性氣體保護，操作簡單；
[0010]反應時間最快只需lOmin，縮短了制備周期，提尚了制備效率；
[0011]制備的銀納米線具有直徑分布小、反應穩(wěn)定性好、可重復性性好的特征；
[0012]反應得到的銀納米線的產(chǎn)率高，具有可規(guī)模化生產(chǎn)。
[0013]有益的效果:本發(fā)明具有工藝簡單、反應時間短、成本低、重復性好、穩(wěn)定性高的特點，所制備的銀納米線具有直徑小、直徑分布窄、產(chǎn)率高的突出優(yōu)點，這對于推進銀納米線的大規(guī)模、低成本制備與應用具有重要的現(xiàn)實意義?！靖綀D說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例1制備的銀納米線的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片，圖中標尺為5 ym，銀納米線的平均長度約為11 ym ;
[0015]圖2為本發(fā)明實施例1所制銀納米線的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片，圖中標尺為 200nm，銀納米線的平均直徑約為30.4nm ;
[0016]圖3為本發(fā)明實施例1所制銀納米線的長度分布圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實施例1所制銀納米線的截面寬度分布圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實施例2制備的銀納米線的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片，圖中標尺為5 ym，銀納米線的平均長度約為12 ym ;
[0019]圖6為本發(fā)明實施例3制備的銀納米線的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片，圖中標尺為5 ym，銀納米線的平均長度約為7 ym ;
[0020]圖7為本發(fā)明實施例5制備的銀納米線的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片，圖中標尺為5 y m，銀納米線的平均長度約為5 y m.【具體實施方式】
[0021]下面舉幾個實例對本發(fā)明作進一步說明，[0〇22] 實施例1
[0023]1)向反應器中加入16ml乙二醇，0.0lg溴化鈉，0.66g聚乙烯吡咯烷酮，然后攪拌并加熱，其中攪拌速度為200rpm，加熱溫度至165°C。最后加入0.05g氯化銀，在反應3min 之后，再緩慢加入4ml含有0.22g硝酸銀的乙二醇溶液，滴加速度為0.4ml/min，反應時間 30min，冷卻至室溫，得到銀納米線母液。
[0024]2)將銀納米線母液倒入離心管中，在2000rpm速度下離心30min，棄去沉淀物，保留上層銀納米線母液，加入銀納米線母液體積份4倍的乙醇，而后通過6000rpm離心處理并除去上清液，如此重復3次，最后采用乙醇對沉淀物進行提取和分散，得到銀納米線乙醇溶液。
[0025]實施例2
[0026]1)向反應器中加入16ml乙二醇，0.0lg溴化鈉，0.66g聚乙烯吡咯烷酮，然后攪拌并加熱，其中攪拌速度為〇rpm，加熱溫度至165°C。最后加入0.05g氯化銀，在反應3min 之后，再緩慢加入4ml含有0.22g硝酸銀的乙二醇溶液，滴加速度為0.4ml/min，反應時間 30min，冷卻至室溫，得到銀納米線母液。
[0027]2)將銀納米線母液倒入離心管中，在2000rpm速度下離心30min，棄去沉淀物，保留上層銀納米線母液，加入銀納米線母液體積份4倍的乙醇，而后通過6000rpm離心處理并除去上清液，如此重復3次，最后采用乙醇對沉淀物進行提取和分散，得到銀納米線乙醇溶液。
[0028]實施例3
[0029]I)向反應器中加入16ml乙二醇，0.0lg溴化鈉，0.66g聚乙烯吡咯烷酮，然后攪拌并加熱，其中攪拌速度為400rpm，加熱溫度至165°C。最后加入0.05g氯化銀，在反應3min之后，再緩慢加入4ml含有0.22g硝酸銀的乙二醇溶液，滴加速度為0.4ml/min，反應時間30min，冷卻至室溫，得到銀納米線母液。
[0030]2)將銀納米線母液倒入離心管中，在2000rpm速度下離心30min，棄去沉淀物，保留上層銀納米線母液，加入銀納米線母液體積份4倍的乙醇，而后通過6000rpm離心處理并除去上清液，如此重復3次，最后采用乙醇對沉淀物進行提取和分散，得到銀納米線乙醇溶液。
[0031]實施例4
[0032]I)向反應器中加入16ml乙二醇，0.0lg溴化鈉，0.66g聚乙烯吡咯烷酮，然后攪拌并加熱，其中攪拌速度為200rpm，加熱溫度至170°C。最后加入0.05g氯化銀，在反應3min之后，再緩慢加入4ml含有0.22g硝酸銀的乙二醇溶液，滴加速度為0.27ml/min，反應時間1min,冷卻至室溫，得到銀納米線母液。
[0033]2)將銀納米線母液倒入離心管中，在2000rpm速度下離心30min，棄去沉淀物，保留上層銀納米線母液，加入銀納米線母液體積份4倍的乙醇，而后通過6000rpm離心處理并除去上清液，如此重復3次，最后采用乙醇對沉淀物進行提取和分散，得到銀納米線乙醇溶液。
【主權項】
1.一種快速高效的超細銀納米線制備方法，其特征在于它包括以下步驟:1)將還原劑、聚乙烯吡咯烷酮、金屬鹵化物混合，得到混合液；還原劑選擇乙二醇；2)得到的混合溶液加熱至165-175°C后，加入氯化銀粉末，再向其中一次性加入銀鹽 進行反應，反應結束后對反應產(chǎn)物進行離心清洗，得到超細銀納米線。2.根據(jù)權利要求1所述的銀納米線制備方法，其特征在于:所述的混合液中，金屬鹵化 物選擇溴化鈉；所述的銀鹽為硝酸銀。3.根據(jù)權利要求1所述的銀納米線制備方法，其特征在于:所述反應時間為10_30min。4.根據(jù)權利要求2所述的銀納米線制備方法，其特征在于:銀鹽以溶液的形式緩慢均 勻加入。5.根據(jù)權利要求1所述的銀納米線制備方法，其特征在于:離心清洗采用有機清洗 劑清洗，所述的有機清洗劑為乙醇溶液。離心清洗次數(shù)為3-5次，離心清洗時離心轉速為 4000-6000rpm〇6.根據(jù)權利要求1-5所述的任一一種快速高效的超細銀納米線制備方法，其特征在 于:制備的超細銀納米線平均直徑< 30.4nm。
【文檔編號】B22F9/24GK106031950SQ201510776472
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年11月10日
【發(fā)明人】劉舉慶, 黃維, 劉洋
【申請人】南京工業(yè)大學