[发明专利]一种银纳米线的合成方法有效

专利信息
申请号: 201910837065.4 申请日: 2019-09-05
公开(公告)号: CN110369710B 公开(公告)日: 2020-10-27
发明(设计)人: 俞书宏;王康;刘建伟 申请(专利权)人: 中国科学技术大学
主分类号: B22F1/00 分类号: B22F1/00;B22F9/24;B82Y30/00;B82Y40/00
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 纪志超
地址: 230026 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 合成 方法
【说明书】:

发明提供了一种银纳米线的合成方法,包括以下步骤:a)将聚乙烯吡咯烷酮溶解在醇溶剂中,控制温度在40℃以下,再加入硝酸银和氯化物混合均匀,得到混合溶液;b)将步骤a)得到的混合溶液密封后,进行反应,得到银纳米线。与现有技术相比,本发明提供的银纳米线的合成方法采用特定原料,结合特定合成步骤、条件及参数,实现较好的相互作用,从而能够一步反应实现银纳米线的大规模合成,方法简单且得到的银纳米线尺寸均匀,为后续的功能化应用提供基础。实验结果表明,本发明提供的合成方法的转换效率为69.85%~88.5%,溶液中银纳米线的浓度为5.54mg/mL~7.025mg/mL;且银纳米线的直径均一,约为40nm,能够进一步应用在用于导电电路的银纳米线墨水的制备,发展前景广阔。

技术领域

本发明涉及纳米材料合成技术领域,更具体地说,是涉及一种银纳米线的合成方法。

背景技术

银是一种柔软、白色且具有金属光泽的过渡金属,在所有的金属中具有最高的电导、热导和反射率。英国《自然-通讯》(Nat.Commun2015年第6期)指出,相对于其他的银材料,一维的银纳米线作为最基本的材料,且具有出色的导电性和导热性值得我们进行更深入的研究。

目前,关于银纳米线的合成方法,可见以下一些报道:

《材料化学杂志A》(Journal of Materials Chemistry A.2016年第4卷11366页)报道了一种以葡萄糖为还原剂的银纳米线水热合成方法,具体包括以下步骤:将硝酸银、氯化钠、葡萄糖、PVP分别配成水溶液,然后将葡萄糖溶液加入到硝酸银溶液中并搅拌均匀,5-10分钟后加入PVP溶液搅拌20分钟,最后逐滴加入氯化钠溶液,然后将溶液转移到50mL的反应釜中160℃加热22小时,取出后冷却到室温,得到银纳米线。但是,该方法合成的银纳米线量少,不能实现大规模合成。

《先进材料》(Adv.Mater.2002年第14期63页)报道了一种用电沉积制备银纳米线的方法,具体包括以下步骤:将硝酸银溶液、表面活性剂AOT、油相对二甲苯三种混合,搅拌均匀,倒入恒电位器中,以不锈钢片作为工作电极,银片作为对电极,然后施加一定的电压,电沉积过后,将沉积在电极表面的银纳米线用乙醇冲洗,即可得到银纳米线。但是,此方法操作复杂,且只能得到少量的形貌不均匀的银纳米线。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种银纳米线的合成方法,本发明提供的合成方法能够实现银纳米线的大规模合成,且得到的银纳米线尺寸均匀,为后续的功能化应用提供基础。

本发明提供了一种银纳米线的合成方法,包括以下步骤:

a)将聚乙烯吡咯烷酮溶解在醇溶剂中,控制温度在40℃以下,再加入硝酸银和氯化物混合均匀,得到混合溶液;

b)将步骤a)得到的混合溶液密封后,进行反应,得到银纳米线。

优选的,步骤a)中所述醇溶剂选自丙三醇、乙二醇、丙二醇和丁二醇中的一种或多种。

优选的,步骤a)中所述氯化物选自氯化钠、氯化钾和氯化铜中的一种或多种。

优选的,步骤a)中所述聚乙烯吡咯烷酮、醇溶剂、硝酸银和氯化物的用量比为1g:(30mL~50mL):(0.3g~0.6g):(0.02g~0.04g)。

优选的,步骤a)中所述将聚乙烯吡咯烷酮溶解在醇溶剂中的过程具体为:

将聚乙烯吡咯烷酮和醇溶剂在加热条件下搅拌,使聚乙烯吡咯烷酮完全溶解在醇溶剂中;所述加热的温度为55℃~70℃。

优选的,步骤a)中所述硝酸银通过硝酸银溶液引入;所述硝酸银溶液的浓度为1g/mL~2g/L。

优选的,步骤a)中所述氯化物通过氯化物溶液引入;所述氯化物溶液的浓度为0.05g/mL~0.2g/mL。

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