[发明专利]一种长径比可调的银纳米线的制备方法

说明书

本发明公开了一种长径比可调的银纳米线的制备方法，包括以下步骤：(1)往容器中加入聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和CuCl₂溶液，然后放入油浴锅中加热搅拌；(2)将AgNO₃超声溶于乙二醇溶液，然后在油浴锅中加热，得到硝酸银溶液；(3)将硝酸银溶液注入到混合溶液中，搅拌，使溶液分散均匀，然后停止搅拌，继续反应；(4)冰水浴冷却，将反应后的溶液离心，然后将上层液体倒出，留下沉淀物，加入乙醇，重复离心两次，得到了银纳米线乙醇分散液。本发明制备的银纳米线的直径和平均长度稍有降低，银纳米颗粒和纳米棒逐渐减少，银纳米线产率高达98％，长径比分布在500～1500，相比传统多元醇方法具有操作简便、耗时短等优点。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种长径比可调的银纳米线的制备方法。

背景技术

透明导电电极是许多电子器件的关键组成部分，例如液晶显示、触摸屏、有机电致发光器件(OLED)以及有机太阳能电池(OPV)。在这些应用中，最广泛应用的材料是掺杂的金属氧化物(氧化铟锡，ITO)。然而，金属氧化物也面临诸多挑战，如稀有金属铟等资源稀缺，而且金属氧化物需要在高真空高温条件下蒸镀制膜等；此外，金属氧化物固有的脆性不利于柔性或者可折叠电子器件。为了满足柔性电子的发展需要，人们付出了巨大的努力来开发新型的柔性透明电极，例如导电聚合物、碳纳米材料(碳纳米管、石墨烯)、金属网格以及银纳米线等。在这些材料里面，银纳米线电极展现出优秀的电导性、柔韧性和透光度，为实现柔性可弯折OLED、OPV、触摸屏、超电容等提供了可能。

通常采用多元醇方法制备银纳米线，但传统方法存在产量少、形貌不可控、重复性不好、银纳米线规格少、品质较差等不足。一般而言，不同规格的银纳米线制备的透明电极表现出不同的光电性能；越长、越细的银纳米线，同样面积形成渗透网络需要的交结点越少，雾度更低，透光率更高，方阻较小。因此，如何优化银纳米线的制备方法，制备出更多规格、更高质量的银纳米线至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种长径比可调的银纳米线的制备方法，以高产率可控制备出高长径比的银纳米线。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种长径比可调的银纳米线的制备方法，包括以下步骤：

(1)往容器中加入聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和CuCl₂溶液，然后放入油浴锅中加热搅拌；

(2)将AgNO₃超声溶于乙二醇溶液，然后在油浴锅中加热，得到硝酸银溶液；

(3)将硝酸银溶液注入到步骤(1)的混合溶液中，搅拌，使溶液分散均匀，然后停止搅拌，继续反应；

(4)冰水浴冷却，将反应后的溶液离心，然后将上层液体倒出，留下沉淀物，加入乙醇，重复离心两次，得到了长径比500～1500的银纳米线乙醇分散液。

优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮和AgNO₃的质量比为0.91～2.16，AgNO₃和CuCl₂的质量比为467～507。

优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子质量为1300000。

优选的，所述步骤(1)中，加热温度为160～180℃，搅拌0.5～1h。

优选的，所述步骤(2)中，在10～160℃下加热3min，使得溶液的温度达到10～120℃。

优选的，所述步骤(3)中，硝酸银溶液以0.1～0.3mL/s的注入速度加入到温度为140～170℃的混合溶液中。

优选的，所述步骤(3)中，搅拌时间为5～10min，反应时间为55～115min。