[发明专利]一种银纳米线的高效制备方法及产品

说明书

一种银纳米线的高效制备方法，先将银离子溶液与稳定剂按所需比例充分混合得到溶液A，然后向溶液A中按所需比例加入还原剂，充分反应后得到溶液B，还原剂为纳米铜与水的混合液，再对溶液B依次进行离心、洗涤，以获得银纳米线。本方法以纳米铜作为还原剂与银离子溶液发生置换还原反应，实现各向异性生长，最终形成银纳米线，不仅制备步骤简单，合成快捷，而反应全程在低温超声条件下进行，避免了高温高压的苛刻条件，对反应条件要求极低，本方法以水作为溶剂，避免了使用如乙二醇这类具有毒性的有机溶剂，满足绿色发展要求，最终生成的银纳米线杂质较少，银纳米线直径为20‑100nm、长度为30‑120μm，长径比高达1000。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种银纳米线的高效制备方法及产品。

背景技术

随着科技的发展，柔性透明导电电极(FTCE)作为触屏膜、液晶显示器、太阳能电池等光电器设备的重要元件备受青睐，氧化烟锡(ITO) 作为传统FTCE材料，具有优良的透过率，且电阻率，但因其能耗大、资源稀缺、成本高、脆性大，限制了应用前景。随着FTCE的发展，ITO已逐渐被柔性导电材料取代，如导电聚合物、碳纳米管、石墨烯和金属纳米线。特别是银纳米线，具有非常优异的电学、光学和热学特性，并且可以通过控制银纳米线的形貌对其性能进行优化和剪裁，从而使其在光电器件、柔性导体、触摸屏、有机光伏器件等领域有潜在的应用价值，被认为是最有前途的替代ITO的材料。

目前银纳米线的合成方法有模板法、水热法、多元醇还原法，模板法中所用的模板需要腐蚀反应将模板去除，一定程度上会对合成产物银纳米线造成损害，而且产率低，水热法常需要用到高压反应釜，制备条件苛刻且难以实现大批量生产，多元醇还原法虽然具有原料易得、形态可控和后处理方便等优点，但其所需温度高、反应时间长，且纯度低，常常需要一系列复杂的提纯措施。因此，研发一种制备步骤简单、对反应条件要求低、绿色安全的银纳米线制备方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种制备步骤简单、对反应条件要求低、绿色安全的银纳米线的高效制备方法及产品。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种银纳米线的高效制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：

S1、将银离子溶液与稳定剂按所需比例充分混合得到溶液A；

S2、将溶液A按所需比例加入到还原剂中，在0-40℃下得到溶液B，再对溶液B依次进行离心、洗涤，以获得银纳米线，其中，所述还原剂为纳米铜与水的混合液。

所述银离子溶液、稳定剂、还原剂的体积比为1-10:1-10:1-16。

所述稳定剂中的溶质为柠檬酸钠、卤化物、十六甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种，稳定剂中的溶剂是水，所述溶质的浓度为1-100mg/mL。

所述卤化物为KCl、KBr、NaCl、FeCl₃或CuCl₂。

所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000、40000、800000中的至少一种。

步骤S2中，向溶液A中按所需比例加入还原剂后，在0-40℃下超声得到溶液B，所述超声的时长为5-30min。

步骤S2中，超声结束后溶液B中的银纳米线浓度为2.157-10.787mg/mL。

所述还原剂中纳米铜的浓度为0.49-1.64mg/mL，所述纳米铜为铜纳米粒团簇、铜纳米片或铜纳米球。

所述银离子溶液为硝酸银水溶液、卤化银溶液或银氨溶液，银离子溶液中银离子的浓度为1.6987-84.935mg/mL。

一种银纳米线，所述银纳米线是利用上述方法制备得到的。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：