[发明专利]一种通过光源照射来控制银纳米线生长的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过光源照射来控制银纳米线生长的制备方法。

背景技术

近年来，一维纳米结构(纳米线 、棒 、带、管)由于其在介观物理和制备分子纳米器件中的应用受到了人们的广泛关注．银纳米线具有优异的透光性、耐曲挠性，因此被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能。模板合成法、气相合成法、溶胶—凝胶法、热解法等均能在合适的条件下合成一维纳米材料，以表面活性剂为结构导向剂，用水热合成法制备一维纳米材料，因其制备方法简便、条件温和而受到广泛关注。

然而，一维纳米材料在应用的过程中，其直径、长度等参数能够直接而显著地影响到纳米材料的物理和化学性能，尤其是当一维纳米材料作为导电材料时，其直径、长度等参数直接决定了纳米材料的导电性能，为了得到具有合适性能的一维纳米材料，制备具有不同直径和长度的纳米材料是工业化生产中急需解决的技术问题。

卤化银见光分解出银的微小晶粒，特别是氯化银、溴化银因具有感光性用于制造照相材料—软片、印刷纸、硬片。发明内容

针对现有制备银纳米线技术的不足，本发明提供一种通过光源照射来控制银纳米线生长来制备不同直径和长度的银纳米线方法，卤化银在光照作用下分解出银的微小晶粒，可以作为晶种或控制银纳米线的生长。该方法合成的银纳米线具有极好的可控性，且该方法生产成本低、工艺简单、生产快速，具有良好的工业应用前景。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

通过光源照射来控制银纳米线生长的制备方法包括以下步骤：

(1)将表面活性剂加入到羟基化合物中混合溶解；

(2)向混合溶液中加入由羟基化合物溶解的银盐和卤化物，搅拌混合形成种子溶液；

(3)加入作为生长液的羟基化合物溶解的银盐；

   (4)一定温度下，在光源照射下控制银纳米线的生长，得到不同直径和长度的银纳米线。

本发明的技术方案中，羟基化合物在16^oC时粘度不低于18mPa·s，优选粘度不低于25mPa·s，进一步优选羟基化合物在16^oC时粘度不高于150 mPa·s，更优选羟基化合物在16^oC时粘度为25mPa·s-115mPa·s。在本发明的体系中，当羟基化合物的粘度过高或过低时，均会对银纳米线在光源照射下的生长及控制造成不利影响。

本发明的技术方案中，银盐的摩尔浓度不高于100M，优选为0.01~30M，进一步的优选为0.01~5M，更优选0.01-0.5M。所述银盐为可溶性银盐优选硝酸银、醋酸银、氟化银、高氯酸银中的一种或多种。

所述卤化物为可溶性卤化物，包括溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾、NR₄Cl、NR₄Br的一种或几种。所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或两种。

本发明的技术方案中，光源的光照强度不低于15μw/cm²，优选30μW/cm²-40000μW/cm²，进一步优选为100μW/cm²-20000μW/cm²，更优选为600μW/cm²-10000μW/cm²。在本发明中，光源的照射强度能够对银纳米线的生长速度及纳米线的均匀性造成影响，当光照强度过低或过高时，银纳米线会生长过于缓慢或产生不均匀生长的现象，从而直接或间接的影响银纳米线的直径和长度。

本发明的技术方案中，光源选自太阳光、可见光、紫外光、红外光中的一种或多种。所述太阳光、可见光的光波波长范围在770～350纳米之间的光，包括770～622nm的红光、622～597nm的橙光、597～577nm的黄光、577～492nm的绿光、492～455nm的蓝靛光、455～350nm的紫光；紫外光包括波长范围分别为400~315nm、315~280nm、280~190nm的紫外光。光源的选择对银纳米线的控制具有重要意义，优选更有力于控制银纳米线生长的622～597nm的橙光、597～577nm的黄光及315~280nm的紫外光。