本發(fā)明屬于納米材料制備領(lǐng)域，具體為一種納米銀線粉體的多次反應(yīng)過濾制備工藝。

背景技術(shù)：

納米銀線是一種平均直徑在幾十納米，長度可達(dá)幾至幾百微米的一維單質(zhì)銀納米材料，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、催化性、抗菌性等。在導(dǎo)電膠、柔性透明導(dǎo)電膜、抗菌材料、半導(dǎo)體材料、特殊光學(xué)材料中有廣闊應(yīng)用前景。不過現(xiàn)在納米銀線的應(yīng)用主要面臨兩大難題，性能不穩(wěn)定和制備成本高?，F(xiàn)有的納米銀線制備方法主要是用“一鍋煮”的方法，將反應(yīng)原料加入反應(yīng)器中一次反應(yīng)得到納米銀線分散液，通過調(diào)整反應(yīng)原料的種類和濃度來調(diào)整納米銀線的參數(shù)性能。不過這種方法得到納米銀線調(diào)整尺度有限，而且反應(yīng)的重現(xiàn)度較差，制備納米銀線性能不穩(wěn)定；納米銀線一般需要從其反應(yīng)分散液中分離出來，以方便應(yīng)用，由于納米銀線的尺寸極小，一般使用高速離心的方式將其從其分散液中分離，產(chǎn)率低、產(chǎn)量低、成本高，難以大規(guī)模生產(chǎn)，導(dǎo)致了納米銀線的價格昂貴。

本發(fā)明著眼于解決納米銀線的性能不穩(wěn)定和制備成本高兩大缺點，使用一種多次反應(yīng)過濾制備方法制備納米銀線粉體。首先使用傳統(tǒng)制備工藝得到納米銀線的晶種，并通過多次反應(yīng)的方法，使納米銀線晶種在二次、三次、更多次反應(yīng)中生長，使納米銀線的長度能夠反復(fù)增加。通過調(diào)節(jié)多次反應(yīng)的次數(shù)，和多次反應(yīng)中銀鹽的添加量，可以控制納米銀線的性能參數(shù)，長度、直徑、長徑比等參數(shù)都可以直接控制，得到所需特定性能參數(shù)的納米銀線粉體，而且重現(xiàn)性好；而使用過濾的方法將納米銀線從其分散液中分離出來，具有產(chǎn)率高、產(chǎn)量大、成本低的優(yōu)勢，適合于納米銀線的大規(guī)模低成本生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種納米銀線粉體的多次反應(yīng)過濾制備工藝。

本發(fā)明的原理是通過多次反應(yīng)的方法，可以方便的控制納米銀線的性能參數(shù)，制備出所需長度、直徑的納米銀線，而且通過過濾的方法，可以快速的將納米銀線粉體從其分散液中高效、高產(chǎn)量的制備出來。

本發(fā)明提出的一種納米銀線粉體的多次反應(yīng)過濾制備工藝，具體步驟如下：

（1）納米銀線晶種的制備：將聚乙烯吡咯烷酮溶解在乙二醇中，制成1g/L-25g/L的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液，接著在溶液中加入濃度為1g/L-25g/L的可溶性銀鹽，溶解后，再加入2μM/L-18mM/L含有氯離子和鐵離子或者銅離子的可溶性化合物，攪拌使所有化合物溶解，得到透明溶液；將透明溶液加熱至80℃-200℃，攪拌反應(yīng)保持30min-48h，得到銀灰色納米銀線分散液；

（2）二次納米銀線的制備：以步驟（1）得到的納米銀線分散液作為晶種，向納米銀線分散液中加入乙二醇，納米銀線分散液的體積分?jǐn)?shù)為1%-95%，加入0g/L-25g/L聚乙烯吡咯烷酮，溶解，接著加入濃度為1g/L-25g/L的可溶性銀鹽，待反應(yīng)物完全溶解后，再加入2μM/L-18mM/L含有氯離子、鐵離子或者銅離子的可溶性化合物，攪拌使所有化合物溶解；將該溶液加熱至80℃-200℃，反應(yīng)30min-48h，得到銀灰色二次納米銀線分散液；

（3）二次納米銀線粉體的制備：將步驟（2）中得到的二次納米銀線分散液使用過濾的方法，將二次納米銀線粉體從二次納米銀線分散液中分離出來，使用溶劑清洗粉體1-5次，干燥，得到二次納米銀線粉體；

（4）三次納米銀線粉體的制備：以步驟（3）得到的二次納米銀線粉體作為晶種，將其溶解于乙二醇中，制備成0.1g/L-50g/L的分散液，向分散液中加入1g/L-25g/L聚乙烯吡咯烷酮，溶解，再加入濃度為1g/L-25g/L的可溶性銀鹽，待反應(yīng)物完全溶解后，再加入2μM/L-18mM/L含有氯離子、鐵離子或者銅離子的可溶性的化合物，攪拌使所有化合物溶解；將溶液加熱至80℃-200℃，反應(yīng)30min-48h，得到銀白色三次納米銀線分散液；使用步驟（3）的方法，將三次納米銀線粉體從其分散液中粉體出來，得到三次納米銀線粉體；

（５）三次以上納米銀線粉體的制備：以步驟（４）得到的三次納米銀線粉體作為四次納米銀線粉體制備的晶種，重復(fù)步驟（4）的方法，得到四次納米銀線粉體；以此類推，得到更多次納米銀線粉體。

本發(fā)明中，步驟（1）、（2）和（4）中所用可溶性銀鹽為硝酸銀、氰化銀、乳酸銀或醋酸銀中一種。

本發(fā)明中，步驟（1）、（2）和（4）中所用鐵離子或銅離子化合物為三價鐵、二價鐵、一價銅、二價銅的可溶性硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、羧酸或乙酰丙酮化合物中任一種。

本發(fā)明中，步驟（1）、（2）和（4）中所用氯離子化合物為可溶解在乙二醇中的并可電離出氯離子的化合物。

本發(fā)明中，所述氯離子化合物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鐵、氯化銅或氯化鋁中任一種。

本發(fā)明中，步驟(3)和（4）中所用過濾方法包括常壓過濾、真空過濾、加壓過濾或離心過濾中任一種。

本發(fā)明中，（3）和（4）中所述洗滌使用的溶劑為水、乙醇、乙酸乙酯、丙酮或乙醚中的一種或幾種。

本發(fā)明中，步驟（3）和（4）中所用干燥方法包括常溫干燥、加熱干燥、紅外干燥、真空加熱干燥、微波干燥或冷凍干燥中任一種。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明使用多次反應(yīng)的方法，可以按照需要制備出特定長度、直徑、長徑比的納米銀線，納米銀線的性能參數(shù)控制方便，可制備出極大長徑比的納米銀線粉體。

2. 本發(fā)明使用過濾的方法將納米銀線粉體從其分散液中分離，相較于傳統(tǒng)的高速離心的方法，具有效率高，產(chǎn)率高，產(chǎn)量大，成本低的優(yōu)點。

附圖說明

圖1表示實施例制備二次納米銀線光學(xué)顯微鏡圖像；

圖2表示實施例制備二次納米銀線光學(xué)顯微鏡圖像；

圖3表示實施例制備三次納米銀線光學(xué)顯微鏡圖像；

圖4表示實施例制備三次納米銀線光學(xué)顯微鏡圖像；

圖5表示實施例制備四次納米銀線光學(xué)顯微鏡圖像。

具體實施方式

下面的實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。

實施例1：

（1）將0.2g聚乙烯吡咯烷酮溶解在25ml乙二醇中，攪拌溶解；等聚乙烯吡咯烷酮完全溶解后加入0.25g硝酸銀，攪拌溶解；等硝酸銀完全溶解后加入氯化鐵，使鐵離子濃度為50μM/L，氯離子濃度為150μM/L。攪拌溶解完全后，將溶液加熱到160℃攪拌反應(yīng)1h，溶液從透明變成灰色，得到納米銀線晶種分散液；

（2）取5ml步驟（1）制備的納米銀線晶種分散液，加入20ml乙二醇，再加入0.15g聚乙烯吡咯烷酮，0.25g硝酸銀，50μM/L硝酸鐵，攪拌使反應(yīng)物完全溶解，再將溶液在130℃下靜置反應(yīng)5h，得到二次納米銀線分散液；

（3）使用減壓抽濾的方法，將步驟（2）中制備的二次納米銀線從其分散液中分離出來，并用乙醇、丙酮、水洗滌三次，用真空干燥的方式將銀線在50℃下在干燥30min，得到所需納米銀線粉體。

實施例2：

（1）將0.3g聚乙烯吡咯烷酮溶解在30ml乙二醇中，攪拌溶解；等聚乙烯吡咯烷酮完全溶解后加入0.20g硝酸銀，攪拌溶解；等硝酸銀完全溶解后加入硝酸銅和氯化鈉，使銅離子濃度為100μM/L，氯離子濃度為200μM/L。攪拌溶解完全后，將溶液加熱到180℃攪拌反應(yīng)45min，溶液從透明變成灰色，得到納米銀線晶種分散液；

（2）取10ml步驟（1）制備的納米銀線晶種分散液，加入20ml乙二醇，再加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮，0.2g硝酸銀，100μM/L硝酸銅，攪拌使反應(yīng)物完全溶解，再將溶液在150℃下60轉(zhuǎn)/分鐘低速攪拌反應(yīng)2h，得到二次納米銀線分散液；

（3）使用減壓抽濾的方法，將步驟（2）中制備的二次納米銀線從其分散液中分離出來，并用乙醇、丙酮、水洗滌三次，用紅外干燥的方式將銀線干燥2h，得到所需納米銀線粉體。

實施例3：

（1）使用實施例（1）中制備得到的納米銀線粉體，加入乙二醇制備成1.25g/L的分散液，加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮，0.25g硝酸銀，50μM/L乙酰丙酮鐵，攪拌溶解，再將溶液在130度下反應(yīng)5h，得到三次納米銀線分散液；

（2）使用減壓抽濾的方法，將步驟（1）中制備的三次納米銀線從其分散液中分離出來，并用乙醇、丙酮、水洗滌三次，用真空干燥的方式將銀線在50℃下干燥30min，得到所需三次納米銀線粉體。

實施例4：

（1）使用實施例（2）中制備得到的納米銀線粉體，加入乙二醇制備成1.25g/L的分散液，加入0.25g聚乙烯吡咯烷酮，0.2g硝酸銀，100μM/L乙酰丙酮銅，攪拌溶解，再將溶液在150度下靜置反應(yīng)2h，得到三次納米銀線分散液；

（2）使用減壓抽濾的方法，將步驟（1）中制備的三次納米銀線從其分散液中分離出來，并用乙醇、丙酮、水洗滌三次，用紅外干燥的方式將銀線干燥2h，得到所需三次納米銀線粉體。

實施例5：

（1）使用實施例（3）中制備得到的納米銀線粉體，加入乙二醇制備成0.75g/L的分散液，加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮，0.15g硝酸銀，50μM/L乙酰丙酮鐵，攪拌溶解，再將溶液在130度下靜置反應(yīng)5h，得到四次納米銀線分散液；

（2）使用減壓抽濾的方法，將步驟（1）中制備的三次納米銀線從其分散液中分離出來，并用乙醇、丙酮、水洗滌三次，用真空干燥的方式將銀線在50℃下干燥30min，得到所需四次納米銀線粉體。