[发明专利]铅纳米线的制备方法

说明书

本发明涉及一种铅纳米线的制备方法，包括如下步骤：将铅源溶于有机溶剂中得到含铅溶液；在所述含铅溶液中加入乙酸调节酸碱度至酸性，得到溶胶；将所述溶胶与水、氢氧化钾和晶核表面改性剂混合，得到混合液；使所述混合液进行水热和溶剂热反应，得到铅纳米线。该制备方法的工艺过程及设备简单，无需成本高昂的专用设备，工艺条件容易控制，制备成本低廉、易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及纳米材料合成技术领域，特别是涉及一种铅纳米线的制备方法。

背景技术

纳米材料是纳米科技领域中富有活力、研究内容十分丰富的分支，特别在纳米光子器件、电子器件和光电子器件领域中有着广泛的应用前景。其中，金属纳米线是构成纳米光子器件、电子器件、光电子纳米器件的重要组成部分，因而成为纳米材料研究的一个热点。在众多的金属纳米线中，铅纳米线由于具有超导和高反应活性的优势而成为研究的重点之一。

目前铅金属纳米线的制备方法有许多种，如CVD法(化学气相沉积法)、分子束外延法、光刻法或电化学沉积法等等。然而这些制备金属纳米线的工艺方法均需要用到专用设备，设备成本较高，不利于工业化生产。

发明内容

基于此，有必要提供一种所需设备简单、易于工业化生产的铅纳米线的制备方法。

一种铅纳米线的制备方法，包括如下步骤：

将铅源溶于有机溶剂中得到含铅溶液；

在所述含铅溶液中加入乙酸调节酸碱度至酸性，得到溶胶；

将所述溶胶与水、氢氧化钾和晶核表面改性剂混合，得到混合液；

使所述混合液进行水热和溶剂热反应，得到铅纳米线。

上述铅纳米线的制备方法，以铅源为原料，将其在有机溶剂中溶解后加入乙酸调节酸碱度至酸性，铅离子与醋酸根离子络合得到溶胶，然后在氢氧化钾和晶核表面改性剂的作用下进行水热和溶剂热反应，其中氢氧化钾作矿化剂起促进晶化的作用，晶核表面改性用于对晶核表面改性促进晶核稳定，利用水热和溶剂热反应的高反应活性，制得铅纳米线。

该制备方法的工艺过程及设备简单，无需成本高昂的专用设备，工艺条件容易控制，制备成本低廉、易于工业化生产。且该制备方法制得的铅纳米线的结晶稳定性好、纯度高，从XRD可以得知，制得的铅纳米线的晶型为立方形，PDF卡片为#04-0686。该制备方法制得的铅纳米线可广泛应用在传感器、电容器、热敏电阻、光电子器件和卫星探测系统等领域。

在其中一些实施例中，所述晶核表面改性剂选自聚丙烯酸和聚乙烯醇中的至少一种。聚丙烯酸和聚乙烯醇作为表面活性剂可以通过其极性官能团吸附在晶核表面，进而降低表面能，增加晶化过程中晶核的稳定性，还可提高铅纳米线产物的纯度。

在其中一些实施例中，在所述混合液中，所述晶核表面改性剂的加入量为0.2g/L～1g/L。控制晶核表面改性剂的加入量在该范围，以进一步提高晶核的稳定性和铅纳米线产物的纯度，通过控制晶核表面改性剂的加入量还能调控铅纳米线的长径比。

在其中一些实施例中，在所述混合液中，所述氢氧化钾的加入量为200g/L～300g/L。氢氧化钾的加入可以增加水热溶液中反应离子的活性，控制氢氧化钾的加入量在该范围，以更好地促进晶化，进而进一步提高晶核的稳定性和铅纳米线产物的纯度。

在其中一些实施例中，所述铅源为醋酸铅和硝酸铅中的至少一种。可理解，铅源还可为其他可与有机溶剂互溶的铅盐。进一步优选地，铅源可为醋酸铅，醋酸铅能在乙酸调节酸碱度至酸性时更好地与醋酸根离子络合，且乙酸还能对醋酸铅的水解起到一定的抑制作用。

在其中一些实施例中，所述有机溶剂为乙二醇甲醚和乙二醇乙醚中的至少一种，其作用是用于溶解铅源，且同时也作为溶剂热反应的有机溶剂。