[发明专利]一种纳米银线及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种纳米银线及其制备方法与应用。本发明公开了一种纳米银线，该纳米银线具有高长径比、高电导率、良好的均匀度，应用在导电材料中有利于提高导电材料的力学性能，降低渗滤阈值，相同性能要求下可减少纳米银线的用量，降低成本；此外，本发明提供的纳米银线可以释放银离子并产生活性氧，具有优异的抗菌活性。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种纳米银线及其制备方法与应用。

背景技术

银(Ag)是导电性最好的金属元素，游离的银离子(Ag⁺)还具有杀菌功能，纳米级的银线既具有优良导电性，又有很好的杀菌效果。高长径比的纳米银线在低添加量下可以搭建导电网络，可用于导电膏、导电涂料等，可应用于电气连接和防辐射涂层或织物。Ag⁺缓释杀菌抗菌机理是指在其使用过程中，银单质缓慢释放出Ag⁺，因为Ag⁺在很低浓度下即可破坏细菌细胞膜或强烈地与细菌体中酶蛋白的疏基结合，降低微生物的酶活性，具有抗菌作用。因而通过缓释Ag⁺，银线可发挥特久的抗菌效果，利用其杀菌能力可用于杀菌口罩。

制备纳米银线的方法有水热法、醇还原法、模板法等。水热法一般在高温高压环境中，利用还原剂将银还原为银单质。醇还原法以一元醇、二元醇或多元醇，在反应中生成醛，对银离子进行还原得到纳米银线，这两种方法一般都需要加入一定量的表面活性剂，防止纳米银发生团聚。模板法是在一定的模板上负载银，将模板去除后得到纳米银线，步骤相对复杂。其中醇还原法制备银线的条件相对温和、安全、经济。

虽然已经有一些关于醇还原法制备纳米银线的报道，但是制备的纳米银线长径比低，应用性能较差。

发明内容

本发明提供了一种纳米银线及其制备方法与应用，解决了现有的纳米银线长径比低的问题。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种纳米银线，所述纳米银线的平均直径为95-400nm，优选为95～350nm，更优选为95～100nm，长径比为(30-800)：1，优选为(300-800)：1。所述纳米银线的直径为90～500nm。

本发明提供的纳米银线的具有高长径比、高电导率以及抗菌活性。

本发明还提供了纳米银线的制备方法，包括以下步骤：

加热溶剂，向加热后的溶剂中依次加入多价金属可溶性盐溶液、可溶性银盐溶液，再加入聚乙烯吡咯烷酮溶液进行反应，得到纳米银线；

所述溶剂为加热后具有还原性的溶剂；

所述多价金属可溶性盐选自氯化铜、溴化酮和氯化铁中的一种或两种以上。

本发明提供的纳米银线的制备方法中加热的溶剂在加热后具有还原性，使得可溶性银盐溶液中的银离子还原为银单质。多价金属可溶性盐溶液中的多价金属离子可以除去溶解中的溶解氧，阴离子可以与银离子形成晶核沉淀。

本发明提供的纳米银线的制备方法中，首先对溶剂进行加热，优选采用油浴锅进行加热，优选加热至150～180℃保温10-90min，更优选加热至160℃保温60min；所述溶剂包括1,2-乙二醇、1,3-丙二醇和乙二醇中的一种或两种以上，优选为乙二醇，乙二醇高温下可以产生带醛基的产物醛，具有还原性。

接着，向加热后的溶剂中优选通入氮气或惰性气体，以排出氧气。

接着，向加热处理和除氧处理后的溶剂中加入多价金属可溶性盐溶液，优选保温0-60min，更优选保温10min。

接着，向上述溶液中加入银的可溶性盐溶液优选保温1-30min，优选为10min；所述银的可溶性盐为硝酸银，AgNO₃比较稳定，溶解度高，毒性低。