[发明专利]一种银铬合金纳米线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机先进纳米材料技术领域，具体涉及一种银铬合金纳米线及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透明率的一种薄膜。常见的透明导电薄膜材料为锡掺杂三氧化二铟(ITO)，由于它的禁带宽度大，只吸收紫外光、不吸收可见光，并且具有较好的导电性而被广泛应用。铟在地壳中的含量比较小，又很分散，目前还没有发现含铟的富矿，铟只是在锌和其他一些金属矿中作为杂质存在，因此铟被列入稀有金属。随着科技的进步，透明导电薄膜将被广泛地用作场致发光器件、平面液晶显示器件以及电致变色显示器件中的电极材料等领域。但是铟作为稀有金属，可利用总量有限，因此找到能替代ITO的新型透明导电薄膜材料具有很重大的经济价值。

银纳米线除了具有传统银材料所具有的优秀的导电性、延展性和拉伸性能外，由于其独特的纳米尺度形貌特征，还具有与大块银材料所不同的电学、光学等一系列特征，可以作为新型透明导电薄膜中的主要原材料。

透明导电薄膜材料要求具有较好的导电性、较高的透光度和较低的雾度。雾度是透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观，雾度的大小和材料表面的粗糙度有关。传统方法制备的银纳米线直径约为60nm左右，长度约为2-100μm左右，用这种银纳米线制备的透明导电薄膜能有很好的导电性和较高的透光度，但是雾度很高，基本在2.3％左右。而透明导电薄膜对雾度的要求很高，在显示器领域要求透明导电薄膜的雾度接近于1％，传统方法制备的银纳米线很难得到要求。

期刊论文A one-step route to Ag nanowires with a diameter below 40nm and an aspect ratio above 1000，DOI:10.1039/c4cc04698f公开了一种银纳米线的制备方法，其中制备的银纳米直径在30nm以上。但发明人在重复该实验结果的基础上用该银纳米线制备透明导电薄膜，发现制得的透明导电薄膜雾度在1.6％左右，对于应用在显示器领域雾度还是太大，因此由此法制备的银纳米线用于制备透明导电薄膜难以达到应用的标准。

为了克服现有的银纳米线用于制备透明导电薄膜时的雾度偏高缺陷，本发明提出了一种银铬合金纳米线及其制备方法，其直径更小，可以达18nm，可以替代银纳米线作为透明导电薄膜原材料使用，并且减小了银的用量和降低制备成本，实现了更低的雾度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种银铬合金纳米线及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明第一方面涉及一种银铬合金纳米线，其直径为18-60nm；长度为5-100μm；其中银和铬的摩尔比为1:(0.01-3)。

本发明第二方面涉及本发明第一方面所述的银铬合金纳米线的制备方法，其包括以下步骤：

a.制备反应溶液：将银源、铬源、聚乙烯吡咯烷酮和还原剂配制成反应溶液或加入至去离子水中配制成反应溶液，其中所述银源中的银离子与所述铬源中的铬离子的摩尔比为1：(0.01-3)，将上述任一反应溶液加入至反应容器中；

b.还原反应：将该反应容器置于120℃-200℃的温度下反应2至10小时，得到银铬合金纳米线悬浮液。

其中所述反应容器可以是密闭的(例如密闭反应釜等)，也可以是敞口的(例如锥形瓶等)。在还原反应阶段可以根据反应容器的类别将其置于烘箱中或油浴锅中以保证反应温度。

在优选的实施方案中，其在步骤b之后还包括步骤c：离心浓缩上述银铬合金纳米线悬浮液，得到浓缩后的银铬合金纳米线悬浮液。

在优选的实施方案中，其中所述还原剂为多元醇、甲酰胺、六亚甲基四胺或葡萄糖。独立地，所述多元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇或己二醇。

在优选的实施方案中，其中所述银源为硝酸银、草酸银或醋酸银；独立地，所述铬源为硫酸铬、氯化铬或硝酸铬。

在优选的实施方案中，所述反应溶液中还包括成核缓释剂，所述成核缓释剂选自碱金属卤化物或碱土金属卤化物、碱金属硅酸盐或碱土金属硅酸盐、碱金属硫酸盐或者碱土金属硫酸盐、碱金属硫氰酸盐或碱土金属硫氰酸盐、碱金属草酸盐或碱土金属草酸盐、碱金属硫化物或者碱土金属硫化物。

在优选的实施方案中，其中所述还原反应在密闭反应容器内在自生压力下进行；或者在敞口反应容器中在常压下进行。