[发明专利]一种银纳米线的合成方法

说明书

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。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。