[发明专利]一种银纳米线的制备方法

说明书

本发明公开了一种银纳米线的制备方法，以硝酸银、柠檬酸钠和草酸为原料，首先制备含有粒径为2～6 nm的银纳米颗粒的溶液作为晶种，然后以硝酸银为原料，在模板剂CTAB或SDS的协助下，最终制备得到银纳米线。本发明方法简单易控，不会造成环境污染，制备效率高，其产率高达95%以上，制得的银纳米线的直径为50～800纳米、长度为1～100微米，成分为纯银，产品质量好、成品率高并具有规律的晶体结构、大的长径比和大的比表面积，且粗细、长短可以根据反应时间、硝酸银溶液的浓度进行调控。本发明方法可以大幅降低银纳米线的生产成本，制备的银纳米线有望在先进催化剂的设计、纳米器件组装、微观传导以及先进光学、电学材料的合成等领域中具有潜在应用。

技术领域

本发明涉及一维材料的制备技术领域，具体是一种银纳米线的制备方法。

背景技术

一维材料包括纳米线、纳米管、纳米棒等，由于具有微观一维结构、大的比表面积等特性，一维材料在催化、环保及其它功能材料组装领域中有广泛的应用前景，近年来成为主要的研究热点之一。银材料本身具有很好的导电性，在光学、电化学、催化、吸附和分离等领域有着广泛的用途，而合成银纳米线是近年来材料领域的一个研究热点。

近十年来，国际上报道了大量的制备银纳米线的方法，主要分为物理法和化学法两大类，其中物理法中的高温化学蒸汽沉降法，是在高温的情况下(一般1000℃以上)，通过鼓气的方式使银与金属催化剂(铁、钴、金、镍、镓等)混合，在金属催化剂的作用之下生长银纳米线。虽然该方法能够方便地获得银纳米线，但是所需的反应条件较苛刻，使用该方法无法达到大规模生产银纳米线的要求。化学法因其工艺简单、经济，对设备要求低，容易规模化等优势而得以迅猛发展。目前，成功合成银纳米线的化学法有：硬模板电化学法。硬模板电化学法使用氧化铝模板并通常结合电化学沉积技术(Sun XY,Xu FQ,Li ZM,ZhangWH.Mater.Chem.Phys.2005,90,69-72.；Pang Y T,Meng G W,Fang Q,Zhang L D et al,Nanotechnology 2003,14,20-24.；Wang Y W,Zhang L D,Meng G W,Peng XS,Jin YX,Zhang J.J.Phys.Chem.B2002,106,2502-2507.；J.Choi,G.Sauer,K.Nielsch,R.B.ffehrspohn,U.G·O·sele,Chem.Mater.2003,15,776-779.)。但是硬模板电化学法需要预制模板，模板上孔道的质量和数量决定了得到的纳米材料的质量和数量，并且随后的移除模板的技术比较繁琐，同时易损伤纳米材料，制备得到的纳米材料也容易团聚在一起，不利于单个操作或测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种简单易控、产率高且不会造成环境污染的银纳米线的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种银纳米线的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硝酸银、柠檬酸钠和水以0.3～0.5：0.6～0.8：400～1000的质量比混合并分散均匀，得到溶液A；将草酸和水以8～16：400～1000的质量比混合并分散均匀，得到溶液B；再将溶液A和溶液B以20～60：1的体积比混合并搅拌0.5～1分钟，制备得到含有粒径为2～6nm的银纳米颗粒的溶液C，将溶液C作为晶种；

(2)分别配制1～3％质量百分比浓度的硝酸银溶液、10～20％质量百分比浓度的抗坏血酸溶液和20～30％质量百分比浓度的CTAB溶液，将硝酸银溶液、抗坏血酸溶液和CTAB溶液以2～5：2～8：80～120的体积比混合，得到溶液D；

(3)将溶液C、溶液D及20～30％质量百分比浓度的氢氧化钠溶液以2～4：80～120：0.5～2的体积比混合，常温放置10～20min，得到含有银纳米线产物的混合溶液；