[发明专利]一种低成本制备银纳米线的方法及其应用

说明书

一种低成本银纳米线的制备方法，包括以下步骤，第一步，收集通过多元醇法制备银纳米线后的墨绿色母液，向其中添加吸水剂颗粒，然后充分搅拌，使其对反应母液中的水分充分吸收；第二步，待第一步吸收完成后，过滤反应母液，加热至一定温度后，再向其中直接加入适量的银源和表面活性剂；第三步，将第二步中的混合溶液转移到水热反应釜中，在合适的温度下反应一段时间即可实现低成本银纳米线的制备。

技术领域

本发明涉及一种纳米材料的制备技术领域，具体涉及银纳米线的制备方法及其应用。

背景技术

银纳米线是一种典型的一维贵金属纳米线，其具有优异的光学、电学、柔韧性和热学性能，与铜纳米线、金纳米线是目前主要研究的贵金属纳米材料。相对于铜纳米线，银纳米线具有很好的稳定性，不易被空气氧化，有利于其广泛使用；而相对于金纳米线，由于金纳米线的制备工艺较为复杂，且产量一直很低，截至目前，并未向银纳米线或铜纳米线一样，实现大规模的制备。因此，比较来看，银纳米线是贵金属纳米线中最有可能实用的一种新型功能材料。

现在对银纳米线的应用研究主要集中在光电学领域，如透明导电电极的制备；智能可穿戴设备领域，如电子皮肤，超灵敏生理探测器等；电热领域，如发热薄膜，除雾薄膜等以及燃料电池催化剂等领域。

银纳米线的制备方法主要包括水热法、微波辅助法、紫外还原法、硬模板法以及电化学沉积法等，其中，由加州理工大学夏幼男教授提出的多元醇法是目前应用极为广泛的一种方法，这种方法主要是以多元醇（如乙二醇、丙三醇等）为溶剂，通过加入金属盐（如硝酸银），依靠多元醇的还原性将其还原为单质纳米颗粒，这些纳米粒子的析出的过程中会产生出超对称的立方体结构晶胞，这些晶胞作为生长纳米线的种子分散在溶液中，然后借助于表面活性剂的作用，进而沿着某一特定方向生长，从而得到具有取向生长的纳米材料，如在上述反应中常添加聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂，其具有选择钝化的作用，对银纳米粒子的｛100｝晶面族有很强的包覆作用，而对于｛111｝晶面族的包覆作用则很微弱，这就使得添加有聚乙烯吡咯烷酮的银纳米粒子沿着｛111｝晶面族能够继续生长。

在上述的方法中，以多元醇还原法为例，其一般的工艺流程如上所述，但发明人在使用该方法的过程中发现了一个严重的问题，即目前都是在反应结束后，将银纳米线从母液中经过离心洗涤后直接将母液倒掉。在这个过程中，会造成反应母液的极大浪费，同时，倒掉的反应母液中还包含有大量的可利用物质，并且若使用这种方法进行规模化生产时，这对于后续的废水处理也会造成很大的压力，不符合目前的可循环发展的要求。

为此，本发明人为解决上述问题，实现银纳米线制备过程中母液的减排，降低制备银纳米线的成本，特提出本发明专利申请。

现有技术文献：

专利文献：

1、CN102328095A；

2、CN103201061A；

3、CN103203467A；

4、US2009196788A1；

研究文献：

1、On the polyol synthesis of silver nanostructures: glycolaldehyde as areducing agent，《Nano Lett》；

2、Crystalline silver nanowires by soft solution processing，《Nano Lett》；

3、Large-Scale Synthesis of Uniform Silver Nanowires Through a Soft, Self-Seeding，《Adv. Mater》；