[发明专利]一种线径可控批量制备高长径比纳米银线分散液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别是一种线径可控批量制备高长径 比纳米银线分散液的方法。

背景技术

纳米材料因为其诸多的独特性质成为了迅速发展的新兴材料之一。金 属纳米材料的研究作为纳米材料的一个重要领域,由于其优异的导热导电 性能而备受关注,其中贵金属(金、银、铂)纳米材料因具有独特物理化学 性质,使其表现出特殊的光学性质、热力学性质、物理和化学性质,成为近 年来重点研究对象。贵金属中导电性能最好的金属非银莫属,而且银具有 众多优良性质(如导热导电性、催化性、抗菌性、生物相容性等),所以被 广泛应用于化工生产、生物科学研究等领域。而银纳米材料由于纳米尺寸 的特殊性,现今可应用于制作光学器件、电池电极材料、催化剂材料、涂 料、生物医药复合材料等。除此之外,银纳米材料具有的独特光学性能是 金属银本身不具备的,这点也使得银纳米材料的研究备受关注。

银纳米材料的各种形貌中,其中呈线状的银纳米线,特别是高长径比、 尺均匀寸的纳米银线,在催化、电子、光学器件和传感器上有巨大的应用 前景。而且银纳米线具有高导电性和导热性,是制作导电材料的良好选择, 与ITO(氧化铟锡)导电材料相比,具有更好的导电性能,而且性质更柔软。 近年来,越来越多的人开始研究纳米银线导电柔性材料，期盼可以用以替 代现在普遍使用的ITO导电材料。

目前,制备纳米银线的方法有很多,主要有湿化学法、模板法、溶剂热 法、晶种法等，具体参考文献如：ElectrochemistryCommunications,2007, 9(4):629-632；MaterialsLetters,2007,61(3):900-903；JournalofMaterials Chemistry,2008,18(4):437-441；JournaloftheAmericanChemicalSociety, 2008,130(46):15581-15588；ACSNano,2013,7(5):3844-3853等。以上方 法均可以制备纳米银线材料，但反应条件控制严格，制备过程相对复杂， 制得纳米线长径比较小，且产量较低。

中国专利(专利申请号为200510060864)公开的“一种银纳米线的 合成方法”，该发明提供了一种形貌选择性好、效率高的两步工艺的合成 方法,在惰性气体保护下,首先将浓度极稀硝酸银乙二醇溶液加入到乙二 醇中制备银晶种,然后将浓度较高的硝酸银乙二醇溶液和相应浓度和体积 的聚合物乙二醇溶液加入到包含晶种的反应体系中,经晶体生长得到银纳 米线；通过调节反应条件,可以控制银纳米线的尺寸。

中国专利(专利申请号为201010281639)公开的“一种快速高效的 银纳米线合成方法”，它的步骤为:1)在反应器中通入惰性气体,加入2体 积份的乙二醇,搅拌,加热,冷凝回流；快速加入1体积份的摩尔浓度为 0.1～0.5m的硝酸银乙二醇溶液,同时缓慢滴加1～2体积份的摩尔浓度为 0.15～0.75m的PVP和4～32μm的MnCl2的乙二醇溶液,反应后,冷却至 室温,即得银纳米线的反应母液。2)将银纳米线反应母液移入离心管中, 加入丙酮,离心分离,移走上层清液,留下沉淀物,加入去离子水或乙醇,离 心分离,移走上层清液,留下沉淀物,重复此操作1～3次,沉淀物用乙醇提 取、分散,得到银纳米线。

中国专利(专利申请号为201010281704)公开的“一种银纳米线的 高浓度快速制备方法”，是在惰性气体的保护下,将高浓度的硝酸银乙二醇 溶液与聚合物乙二醇溶液加入预热的乙二醇溶液中,同时加入氯化铜作为 控制剂,得到银纳米线的母液；将母液采用离心分离提纯的方法得到分散 于乙醇溶液中的纯净的银纳米线。

中国专利(专利申请号为201410203569)公开的“利用不同分子量 的PVP及反应温度调控银纳米线长度的方法”，是在120-240℃下加热的 PVP(平均分子量为55000-1300000)的乙二醇溶液中，于1min中内先后 加入少量氯化铁和硝酸银溶液，保温0.5-8h，即可得到10-100微米长度 的银纳米线。