[实用新型]基于热离心法的银纳米线制备装置

说明书

本实用新型涉及一种基于热离心法的银纳米线制备装置，包括原料存储容器、反应容器、全自动离心机、母液回收罐，原料存储容器与反应容器通过蠕动泵连通，反应容器与全自动离心机进料口连通，全自动离心机的液相出料口与母液回收罐连通，母液回收罐与原料存储容器连通；还包括成品收集装置，所述成品收集装置设有收集罐、卸料挡板、收集容器，全自动离心机的固相出料口与成品收集装置连通。相比于现有技术，该装置采用热离心技术，能实现多元醇法制备银纳米线工艺中多元醇溶剂的循环利用，同时获得品质优良的银纳米线；使用该装置可以在线连续生产银纳米线，缩短生产周期，降低生产成本，操作简单且绿色环保，易于工业化应用。

技术领域

本实用新型属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种基于热离心法的银纳米线制备装置。

背景技术

透明电极在显示器、触控屏和太阳能电池等领域都是必不可少的，市场需求量巨大。而高品质的柔性透明电极更是实现新一代折叠屏手机、未来可穿戴设备等普及应用的关键所在。

目前几乎所有透明电极上使用的透明导电材料都是氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO，或者掺锡氧化铟)。但ITO透明电极有几个不足之处：(1)铟的价格高昂且供应受限。铟在地壳中的含量为1×10^-5％，且较为分散，至今为止没有发现过富矿，只是在锌和其他一些金属矿中作为杂质存在。因此铟被归类为稀有金属。全球预估铟储量仅5万吨，其中可开采的占50％。由于未发现独立铟矿，工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟，回收率约为50-60％，真正能得到的铟只有1.5-1.6万吨(为银的1/50不到)。这在未来必将影响ITO透明电极的稳定供应。(2)ITO薄膜缺乏柔韧性，难以应用于柔性透明电极。厚度约100μm的ITO薄膜，不破裂的极限曲率半径为6mm左右。因此ITO透明电极存在过度弯曲时易发生破裂的危险。这对于其在越来越重要的柔性透明电极上的应用是一个致命的缺陷。(3)需要真空溅射制膜，工艺成本较高，且对衬底材料耐热性有一定要求，这也限制了其在柔性透明电极上的应用。因此，急需研发适用于柔性透明电极的下一代透明导电材料，替代ITO。

目前ITO导电玻璃的替代技术主要有石墨烯、导电聚合物、纳米碳管、金属网格、银纳米线等技术。理论上，石墨烯的透光度及电阻性能都占优势，但是由于其制程工艺复杂，在设备改进、工艺优化等方面需要巨大的前期投入，售价也很高。在很长一段时间内，石墨烯都不具备量产的条件。纳米碳管工业化量产技术尚未完善，其制成的薄膜产品导电性还不能达到普通ITO薄膜的水平。导电聚合物也存在导电性不够的问题，且因为老化问题，使用寿命受限。对于金属网格方案，为了让肉眼看不到金属网格，金属线宽须小于5微米，导致其工艺难度大，费用高；而即使线宽减小到5微米以下，因莫瑞干涉问题会导致分辨率低，不适合用在智能手机、平板电脑等高分辨率的产品上。综上所述，从技术与市场化来说，银纳米线技术将是最有希望的ITO替代品。

目前，银纳米线也有其自身的问题，即价格高昂，这严重限制了其发展应用。要实现银纳米线透明电极的推广应用，大规模、低成本地制备高品质银纳米线是关键。银纳米线的制备方法有多种，包括紫外线照射还原法、DNA模板法、介孔材料模板法、水热合成法及多元醇法等。其中多元醇法与其他方法相比具有显著的优势：反应条件温和、反应速度快、无需外加模板、工艺简单等。而在传统的多元醇法制备银纳米线过程中，多元醇溶剂难以无法回收利用，形成大量废液，不仅增加了生产成本，也污染了环境。

因此，设计出一种新的高效可循环制备银纳米线的方法的配套装置是必不可少的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种基于热离心法的银纳米线制备装置，该装置采用热离心技术，能实现多元醇法制备银纳米线工艺中多元醇溶剂的循环利用，同时获得品质优良的银纳米线。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：