[发明专利]超细银纳米线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超细银纳米线及其制备方法，制备方法包括以下步骤：制备生长溶液D，将十面体种子与生长溶液D搅拌均匀，得到混合溶液E，将混合溶液E放入气浴恒温振荡器中直至溶液颜色变为灰色或者灰绿色，离心后抽走上清液，得到沉积物为银纳米线F，将银纳米线F重复步骤n次，得到超细银纳米线，重复的步骤为：加入生长溶液D，搅拌均匀，置于气浴恒温振荡器直至溶液颜色变为灰色或者灰绿色，离心后抽走上清液。本发明制备方法成本可以被显著降低并且对环境友好。另外，其耗能低、工艺简单，有利于大规模应用。该制备方法获得的超细银纳米线能够实现直径和长度的调节，其直径调节范围为20～100nm，长度调节范围为1～30μm。

技术领域

本发明属于纳米银技术领域，具体来说涉及一种超细银纳米线及其制备方法。

背景技术

柔性透明导电薄膜是许多电子和光电子器件的重要组成部分，如显示器屏幕、电子皮肤和太阳能电池等。近年来，随着触控电子产品的广泛普及以及对触控屏技术日益提高的要求，人们对透明导电薄膜的需求和要求越来越高。传统的氧化锢锡(ITO)材料由于资源短缺、柔韧性差、折射率高、制造工艺复杂、能耗高等问题，已经无法进一步满足新一代触控技术的发展要求，寻找新的替代材料显得尤为必要。性能优异、柔性且环境友好型的透明导电材料的市场增量空间巨大。其中，银纳米线作为ITO的替代品，已经显示出与ITO相当的电学和光学性能。由于银是很好的导体且性质稳定，因而银纳米线用作电极材料可以降低能耗(相对于氧化物薄膜电极)。

但是，银纳米线化学方法制备多数基于多元醇还原法，这种方法所需温度较高，耗能较大，成本高，对环境不友好，并且使用的有机生长溶液增加了银纳米线后序处理的复杂性和废物处理的成本。因此，通过环境友好型的制备方法制备银纳米线，以及低成本地制备具有高透明度、低表面电阻、低光散射等优异性能的柔性导电薄膜成为其在触摸显示、电子皮肤、太阳能电池、电磁屏蔽等应用的关键所在。

另一方面，传统银纳米线的制备多为一锅法，很难实现银纳米线直径和长度的控制和调节。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超细银纳米线的制备方法，该制备方法可以将银纳米线的成核和生长分开，首先通过生成的十面体种子来调节银纳米线的直径，然后通过种子的进一步生长来调节银纳米线的长度，即将十面体种子加入到生长溶液D中，在一定温度生长成为不同长度的超细银纳米线，超细银纳米线的直径由十面体种子中十面体的尺寸(边长)决定(即超细银纳米线的直径与十面体种子中十面体的边长相同)，其长度由生长溶液D中硝酸银物质的量和重复生长的次数来决定。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的超细银纳米线。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种超细银纳米线的制备方法，包括以下步骤：

1)制备生长溶液D，所述生长溶液D的制备方法为：将第一表面活性剂、硝酸银、抗坏血酸和水混合均匀，得到所述生长溶液D，其中，按物质的量份数计，所述第一表面活性剂、硝酸银和抗坏血酸的比为(1～100)：(1～100)：(1～500)，所述第一表面活性剂为聚二烯丙基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙烯吡咯烷酮的一种或多种的混合物；

在所述步骤1)中，所述生长溶液D中第一表面活性剂的浓度为0.1～100mM；

2)将十面体种子与所述生长溶液D搅拌均匀，得到混合溶液E，将所述混合溶液E放入气浴恒温振荡器中0.5～72h直至溶液颜色变为灰色或者灰绿色，离心后抽走上清液，得到沉积物为银纳米线F，其中，所述气浴恒温振荡器的温度为5～90℃，所述气浴恒温振荡器的摇床速度为10～2000rpm；

在所述步骤2)中，按体积份数计，所述十面体种子和生长溶液D的比为(1～10)：(10～100)。