一種高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種銀納米線(xiàn)的制備方法，屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明提供一種以銀為晶種，在不加NaCl、NaS2或FeCl3等抑制劑而僅用PVP，AgNO3及EG三種原料的條件下制得高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的方法。首先，將PVP的乙二醇溶液加熱回流，然后引入適量的AgNO3的乙二醇溶液作為晶種，再將后續(xù)AgNO3的乙二醇溶液以適當(dāng)速度分步滴加到上述溶液中，通過(guò)優(yōu)化晶種的量、反應(yīng)時(shí)間及PVP與AgNO3的摩爾比，從而制備出長(zhǎng)徑比高達(dá)400~600的銀納米線(xiàn)，顯著提高了產(chǎn)物的純度及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性，成功率可達(dá)100%。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的制備方法，屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，基于銀納米線(xiàn)的透明電極受到廣泛關(guān)注。它具有與傳統(tǒng)ITO電極相當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率與透光性，但更為突出的柔韌性；具有比石墨烯、碳納米管等新型透明導(dǎo)電膜更低的方阻，更加出色的導(dǎo)電性；此外，表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能與化學(xué)穩(wěn)定性；因此，銀納米線(xiàn)被認(rèn)為是有望替代ITO電極的最有發(fā)展前景的一種電極材料，可作為透明電極廣泛應(yīng)用于有機(jī)柔性光電器件，如有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池，有機(jī)發(fā)光二極管等。
[0003]為了增強(qiáng)銀納米線(xiàn)透明導(dǎo)電膜的透光性與導(dǎo)電性，希望獲得高長(zhǎng)徑比的銀納米線(xiàn)。但是傳統(tǒng)以銀為晶種的多元醇制備方法一般只能制備得到低長(zhǎng)徑比(一般為幾十)的銀納米線(xiàn)，而能夠獲得高長(zhǎng)徑比的銀納米線(xiàn)的多元醇制備方法又需加入NaCl等抑制劑。通常NaCl等抑制劑的量不容易控制，往往會(huì)生成立方體，粒子等雜質(zhì)，而且該制備方法重復(fù)性差。
[0004]鑒于以上兩種方法的缺點(diǎn)，本制備法僅以銀為晶種，不加任何鹵化物或硫化物等抑制劑，通過(guò)優(yōu)化晶種的量和控制硝酸銀溶液的分步滴加方式，便可獲得高長(zhǎng)徑比的銀納米線(xiàn)，操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)物純度高，成功率100%，可重復(fù)性高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)便的方法制備得到高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)，并大幅提高產(chǎn)物的純度及該制備方法的可重復(fù)性。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的制備方法，其特征在于，采用 硝酸銀AgNO3,乙二醇EG，聚乙烯吡咯烷酮PVP三種原料，分別配制相同體積的AgNO3與
PVP的乙二醇溶液，濃度各為0.35~0.42 mol/L、0.05~0.07 mol/L ;控溫在160°C _180°C，將PVP的乙二醇溶液加熱0.5~1 h,隨后分三步滴加硝酸銀的乙二醇溶液，先加入占所配體積1/9~10硝酸銀的乙二醇溶液，加熱回流3~4 min，用于生成晶種銀，接著加入同樣體積的硝酸銀的乙二醇溶液，I min將剩下的硝酸銀的乙二醇溶液在8~14 min內(nèi)加完，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)25~40 min，制備出長(zhǎng)徑比高達(dá)400~600的銀納米線(xiàn)。
[0007]所述的PVP與AgNO3的其摩爾比為AgNO3 = PVP =1:5.0~8.0。
[0008]有益效果:1)僅以銀為晶種，無(wú)需加入鹵化物或者硫化物，便可獲得長(zhǎng)徑比高達(dá)400^600的銀納米線(xiàn)；2)原料廉價(jià)、常見(jiàn)易得，操作簡(jiǎn)單；3)不會(huì)出現(xiàn)因鹵化物的量控制不好而生成銀納米立方體等雜質(zhì)，顯著提高了產(chǎn)物純度；4)更主要的是該制備方法可重復(fù)性強(qiáng),反應(yīng)成功率可達(dá)100%,反應(yīng)體系十分穩(wěn)定。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為傳統(tǒng)方法制得的銀納米線(xiàn)的SEM圖，圖2為本發(fā)明改進(jìn)后的方法制得的高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的SEM圖，
圖3為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)后的方法制得的高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]分別配制10 mL AgNO3與PVP的乙二醇溶液，濃度分別為0.35~0.42 mol/L,
0.05、.07 mol/L ;恒溫在170°C，反應(yīng)過(guò)程溶液劇烈攪拌，先將PVP的乙二醇溶液加熱I h左右，再加入0.8~1.2 mL AgNO3的乙二醇溶液加熱回流:T4 min生成晶種，并以適當(dāng)速度分步滴加后續(xù)AgNO3的乙二醇溶液，即后續(xù)AgNO3的乙二醇溶液分兩步滴加，先相應(yīng)加入 0.8^1.2 mL,回流I min后，再將剩余溶液在約10 min內(nèi)加完，反應(yīng)3(T40 min后，制備出長(zhǎng)徑比高達(dá)400-600的銀納米線(xiàn)。其中生成晶種的AgNO3溶液的體積為0.8^1.2 mL,以適當(dāng)速度分步滴加后續(xù)硝酸銀溶液，是獲得高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)，提高反應(yīng)成功率及產(chǎn)物純度的關(guān)鍵。
[0011]實(shí)施方案一(傳統(tǒng)制備法):(I)配制10 mL濃度為0.36 mol/L PVP的EG溶液，加熱至170°C，回流Ih ；(2)配制10 mL濃度為0.06 mol/L的AgNO3的EG溶液；(3)取10μ L上述AgNO3溶液加入(I)中，回流5 min (4)將剩下的AgNO3溶液在5~7 min內(nèi)一次性加完，繼續(xù)回流15 min。制得如圖1銀納米線(xiàn)，其長(zhǎng)度為5~10 ym，直徑約500 nm，長(zhǎng)徑比僅為10-20，而且產(chǎn)物中存在較多雜質(zhì)銀納米粒子。
[0012]實(shí)施方案二(改進(jìn)方案I ):(1)稱(chēng)取0.3996 g PVP, 0.102 g AgNO3分別溶于10 mL乙二醇中。將PVP的乙二醇溶液加入100 mL圓底燒瓶中，恒溫在170°c下，先敞口加熱15min (以除去EG中可能帶有的少量水),再冷凝回流加熱45 min;(2)在2~3 min內(nèi)，勻速加入0.8 mL AgNO3的乙二醇溶液，回流3 min ; (3)再次加入0.8 mL AgNO3的乙二醇溶液，回流I min后，將剩下的AgNO3的乙二醇溶液在10 min左右加完，約10 min溶液變?yōu)辄S白色乳狀液，繼續(xù)反應(yīng)約20 min，待大量生成絲狀亮白色沉淀時(shí)結(jié)束反應(yīng)。制得的銀納米線(xiàn)如圖2所示，其長(zhǎng)度多為20-40 μπι，直徑為100 nm左右，長(zhǎng)徑比高達(dá)200~400，相比方案一，產(chǎn)物中雜質(zhì)銀納米粒子明顯減少。
[0013]實(shí)施方案三(改進(jìn)方案2): (I)稱(chēng)取0.3996 g PVP, 0.102 g AgNO3分別溶于10 mL乙二醇中。將PVP的乙二醇溶液加入100 mL圓底燒瓶中，恒溫在170°c下，先敞口加熱15min (以除去EG中可能帶有的少量水),再冷凝回流加熱45 min; (2)在3~4 min內(nèi)，勻速加入I mL AgNO3的乙二醇溶液，回流3 min ；(3)再次加入I mL AgNO3的乙二醇溶液，回流Imin后，將剩下的8 mL AgNO3的乙二醇溶液在10 min左右加完，反應(yīng)15~20 min溶液變?yōu)辄S白色乳狀液，繼續(xù)反應(yīng)約20 min,待大量生成絲狀亮白色沉淀時(shí)結(jié)束反應(yīng)。制得的銀納米線(xiàn)如圖2所示，其長(zhǎng)度多為40-60 μπι，直徑為100 nm左右，長(zhǎng)徑比高達(dá)400~600，產(chǎn)物純度亦很高。
[0014]以上是本發(fā)明人的實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本發(fā)明不限于這些實(shí)例，這些實(shí)例僅為了更好的理解本發(fā)明，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的制備方法，其特征在于，采用硝酸銀AgNO3,乙二醇EG，聚乙烯吡咯烷酮PVP三種原料，分別配制相同體積的AgNO3與PVP的乙二醇溶液，濃度各為.0.35~0.42 mol/L、0.05~0.07 mol/L ;控溫在 160°C _180°C，將PVP 的乙二醇溶液加熱0.5~Ih,隨后分三步滴加硝酸銀的乙二醇溶液，先加入占所配體積1/9-10硝酸銀的乙二醇溶液，加熱回流:3-4 min，用于生成晶種銀，接著加入同樣體積的硝酸銀的乙二醇溶液，I min將剩下的硝酸銀的乙二醇溶液在8~14 min內(nèi)加完，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)25~40 min，制備出長(zhǎng)徑比高達(dá)400~600的銀納米線(xiàn)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種高長(zhǎng)徑比銀納米線(xiàn)的制備方法，其特征在于所述的PVP與 AgNO3 的其摩爾比為 AgNO3 = PVP =1:5.0^8.00
【文檔編號(hào)】B22F9/24GK103537710SQ201310491884
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】賴(lài)文勇, 黃維, 程濤, 陳垚 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)