[发明专利]银纳米线的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料的制备的技术领域，特别是涉及一种银纳米线的制备方法。

背景技术

随着当今科技的发展，要求材料具备智能化、精细化、元件高密度集成、高能密度及超快传输等特性，这为纳米科技和纳米材料提供了广阔的应用空间。纳米材料由于其特殊光、点、电、磁学性能，已成为当前研究的热点。由于其性能尺寸的优越性以及在现代电子工业中的潜在应用已经引起了科学家们越来越多的关注。在纳米材料中，由于纳米级尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态相干长度等物理特征尺寸相当或更小，使得晶体周期性的边界条件被破坏；纳米微粒的表面层附近的原子密度减小；电子的平均自由程很短，而局域性和相干性增强。尺寸下降还使纳米体系包含的原子数大大下降，宏观固定的准连续能带转变为离散的能级。这些导致纳米材料宏观的声、光、电、磁、热、力学等的物理效应与常规材料有所不同，体现为量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观隧道效应等。

在纳米材料中，具有轴径比的一维金属纳米材料由于其独特的电、磁、热、光学性能以及在微电子器件、光电子器件、传感器等器件上的潜在应用而备受关注。在这些一维金属纳米线中，银纳米线由于具有很高的电导和热导性能而被研究的最多。在许多应用领域，银都具有潜在的用途，如银纳米线已经在偏光器件、光子晶体、催化剂以及生物和化学传感器等领域得到应用。

目前制备银纳米线的方法有很多，具有代表性的方法有硬模板法，如采用多孔阳极氧化铝模板，碳纳米管模板，气凝胶模板等。采用模板法制备纳米线的优点就是能够严格控制纳米线的形貌。但是由于纳米线是在模板中进行生长，纳米线的尺寸严格受到模板尺寸的控制，所以想制备不同尺寸的纳米线就必须先制备不同尺寸的模板，这就导致制备纳米线的成本过高。另外模板法制备纳米线的产量过低，很难适应工业上的大规模生产。现在采用得比较多的银纳米线的制备方法是溶液法，如湿热化学法、晶种生长法等。众所周知，一维纳米线结构并不是材料生长的最理想的结构，为了保证材料能沿着一维方向进行生长，传统的溶液化学法制备纳米线的过程中需要采用具有比较温和的还原性的还原剂，这就导致了反应很慢，一般需要数小时甚至几天，制备时间比较长。

发明内容

基于此，有必要提供一种制备时间较短的银纳米线的制备方法。

一种银纳米线的制备方法，包括以下步骤：

将水溶性银盐和分散剂加入含有多羟基液态有机物的水溶液中，超声分散后得到混合液；

将水溶性卤化物加入所述混合液中，溶解后得到反应母液；

将所述反应母液在100℃~190℃反应10min~60min，得到混合物；及

将所述混合物离心后收集沉淀，将所述沉淀洗涤后干燥，得到所述银纳米线。

在其中一个实施例中，所述水溶性银盐和所述分散剂的摩尔比为1:1~1:10。

在其中一个实施例中，所述水溶性卤化物和所述水溶性银盐的摩尔比为1:1~1:1000。

在其中一个实施例中，所述水溶性银盐选自硝酸银和醋酸银中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述聚乙烯吡咯烷酮选自聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯吡咯烷酮K60、聚乙烯吡咯烷酮K90和聚乙烯吡咯烷酮K120中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述超声分散的操作中超声波的功率为100W~500W。

在其中一个实施例中，所述水溶性卤化物选自氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化锌、氯化镁、溴化钾和溴化钠中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述干燥的操作为真空干燥、冷冻干燥或喷雾干燥。

在其中一个实施例中，所述多羟基液态有机物选自乙二醇和丙三醇中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述多羟基液态有机物的水溶液中的多羟基液态有机物和水的体积比为1∶1~10:1。

上述银纳米线的制备方法通过将水溶性银盐、分散剂、多羟基液态有机物和水溶性卤化物反应，制备得到银纳米线。通过将反应母液在100℃~190℃的条件下反应10min~60min后，将混合物离心、洗涤、干燥后即可得到银纳米线，和传统的银纳米线的制备方法相比，该制备方法制备时间较短。

附图说明

图1为一实施方式的银纳米线的制备方法的流程图；

图2为实施例1制备得到的银纳米线的X射线衍射光谱图；

图3为实施例1制备得到的银纳米线的扫描电镜图；

图4为实施例2制备得到的银纳米线的扫描电镜图；

图5为实施例3制备得到的银纳米线的扫描电镜图；