CN106541146B - 一种超长银纳米线的制备方法 - Google Patents

一种超长银纳米线的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106541146B
CN106541146B CN201610959699.3A CN201610959699A CN106541146B CN 106541146 B CN106541146 B CN 106541146B CN 201610959699 A CN201610959699 A CN 201610959699A CN 106541146 B CN106541146 B CN 106541146B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultra
ethylene glycol
preparation
silver nanowire
glycol solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610959699.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106541146A (zh
Inventor
宋伟杰
徐峰
许炜
沈文锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Huawei Advanced Material Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS filed Critical Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Priority to CN201610959699.3A priority Critical patent/CN106541146B/zh
Publication of CN106541146A publication Critical patent/CN106541146A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106541146B publication Critical patent/CN106541146B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/0547—Nanofibres or nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超长银纳米线的制备方法，将十二烷基三甲基氯化铵和FeCl3引入到反应体系中，控制氯化银晶核的形貌和大小，引导超长银纳米线的一维生长；本发明制备方法所用制备装置简单，步骤少，温度低，操作简便，整个制备过程在常压和大气环境条件下进行，只需一步反应即可获得平均长度为90‑120μm、平均直径为90‑120nm的超长银纳米线，基于该超长银纳米线制备的透明导电薄膜表现出优异的光电特性，在550nm波长下的透过率可达91.3％，方块电阻可达8.6Ω/□。

Description

一种超长银纳米线的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米技术领域，具体涉及一种超长银纳米线的制备方法。
背景技术
考虑到产率、长度、直径和反应条件，目前最适于规模化合成银纳米线的方法为多元醇法。此方法使用PVP(重均分子量通常为55000)作为包覆剂，在热的乙二醇(EG)中还原Ag+。一般而言，先将EG预热至160℃左右，然后在搅拌下使用进样泵缓慢注入银前驱体(通常为AgNO3)和PVP的EG溶液，继续在此温度下反应至完全。通常所合成的银纳米线长度为2～25μm，宽度为40～00nm，长径比为50～300。
由银纳米线(AgNWs)制成的纳米线导电网络能够导电的前提，是纳米线之间必须互相连接在一起。因为包覆在银纳米线表面的PVP为绝缘体，所以纳米线联结点处的结电阻远大于纳米线本身的电阻，换言之，AgNWs基透明导体的方块电阻主要来源于互相连接的AgNWs之间的结电阻。使用较长的纳米线能显著降低纳米线之间结点的密度，最终降低透明导体的方块电阻。因此，合成超长银纳米线可以大幅度提升银纳米线透明导电薄膜的光电特性。中国专利CN105537622A公开了一种制备银纳米线的方法，其在惰性气体下，采用一锅法制备出长度80μm的银纳米线。然而，通入惰性气体会提升生产成本，加大生产控制的难度。目前，合成长度超过90μm的超长银纳米线仍然是技术难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种超长银纳米线的制备方法，该制备方法操作简便，整个制备过程在常压和大气环境条件下进行，只需一步反应即可获得平均长度为90-120μm、平均直径为90-120nm的超长银纳米线，基于该超长银纳米线制备的透明导电薄膜表现出优异的光电特性，在550nm波长下的透过率可达91.3％，方块电阻可达
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)将平均分子量分别为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮以1-3:1的质量比加入到乙二醇中，配制得到总质量浓度为0.003-0.01g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和FeCl3的乙二醇溶液以1-4:1-9的体积比加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌1-5min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130-140℃的一个反应器中，在大气环境中反应1.5-5h，即得到平均长度为90-120μm、平均直径为90-120nm的超长银纳米线。
作为优选，步骤(4)中，硝酸银在混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中的添加量为0.003-0.01g/mL。
作为优选，步骤(3)中，平均分子量分别为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中添加的质量比为1:1或2:1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的超长银纳米线的制备方法，将十二烷基三甲基氯化铵和FeCl3引入到反应体系中，控制氯化银晶核的形貌和大小，引导超长银纳米线的一维生长；本发明制备方法所用制备装置简单，步骤少，温度低，操作简便，整个制备过程在常压和大气环境条件下进行，只需一步反应即可获得平均长度为90-120μm、平均直径为90-120nm的超长银纳米线，基于该超长银纳米线制备的透明导电薄膜表现出优异的光电特性，在550nm波长下的透过率可达91.3％，方块电阻可达
附图说明
图1为实施例1制备的超长银纳米线SEM图；
图2为实施例2制备的超长银纳米线SEM图；
图3为实施例3制备的超长银纳米线SEM图；
图4为实施例4制备的超长银纳米线SEM图；
图5为实施例5制备的超长银纳米线SEM图；
图6为实施例6制备的超长银纳米线SEM图；
图7为基于实施例1的超长银纳米线制备的透明导电薄膜的透过率-方块电阻图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的1mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和9mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应3h，即得到平均长度为120μm、平均直径为108nm的实施例1的超长银纳米线，其SEM图见图1。将实施例1的超长银纳米线分别制备为不同面密度的透明导电薄膜，测试不同面密度下的方块电阻和透过率(550nm波长下)，得到图7所示的透过率-方块电阻图。从图7可见，该透明导电薄膜在550nm波长下的透过率为91.3％，方块电阻为
实施例2的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的2mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和8mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌3min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应4h，即得到平均长度为120μm、平均直径为120nm的实施例2的超长银纳米线，其SEM图见图2。
实施例3的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.4g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.008g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的3mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和7mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌4min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应3h，即得到平均长度为102μm、平均直径为90nm的实施例3的超长银纳米线，其SEM图见图3。
实施例4的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)将0.53g平均分子量为360000的聚乙烯吡咯烷酮和0.27g平均分子量为58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.008g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的4mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和6mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应3h，即得到平均长度为93μm、平均直径为90nm的实施例4的超长银纳米线，其SEM图见图4。
实施例5的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的5mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和5mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至140℃的一个反应器中，在大气环境中反应1.5h，即得到平均长度为110μm、平均直径为90nm的实施例5的超长银纳米线，其SEM图见图5。
实施例6的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的5mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和5mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至140℃的一个反应器中，在大气环境中反应2.5h，即得到平均长度为110μm、平均直径为110nm的实施例6的超长银纳米线，其SEM图见图6。

Claims (2)

1.一种超长银纳米线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)将平均分子量分别为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮以1-3:1的质量比加入到乙二醇中，配制得到总质量浓度为0.003-0.01g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液，其中，硝酸银在混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中的添加量为0.003-0.01g/mL；
(5)将配制的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和FeCl3的乙二醇溶液以1-4:1-9的体积比加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌1-5min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130-140℃的一个反应器中，在大气环境中反应1.5-5h，即得到平均长度为90-120μm、平均直径为90-120nm的超长银纳米线。
2.根据权利要求1所述的一种超长银纳米线的制备方法，其特征在于步骤(3)中，平均分子量分别为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中添加的质量比为1:1或2:1。
CN201610959699.3A 2016-10-28 2016-10-28 一种超长银纳米线的制备方法 Active CN106541146B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610959699.3A CN106541146B (zh) 2016-10-28 2016-10-28 一种超长银纳米线的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610959699.3A CN106541146B (zh) 2016-10-28 2016-10-28 一种超长银纳米线的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106541146A CN106541146A (zh) 2017-03-29
CN106541146B true CN106541146B (zh) 2018-08-24

Family

ID=58393978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610959699.3A Active CN106541146B (zh) 2016-10-28 2016-10-28 一种超长银纳米线的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106541146B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108372313B (zh) * 2018-03-25 2021-08-10 湖南皓志纳米技术有限公司 线径分布小的纳米银线分散液及其导电油墨的制备方法
CN108441949A (zh) * 2018-04-28 2018-08-24 无锡英特派金属制品有限公司 一种纳米银线的制备方法
CN108927529B (zh) * 2018-07-27 2021-09-03 深圳市华科创智技术有限公司 一种银纳米环的制备方法
CN110976907A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 华南理工大学 一种高长径比银纳米线的制备方法
CN113385686B (zh) * 2021-06-08 2023-07-21 嘉兴学院 一种用有机胺盐酸盐辅助制备高长径比银纳米线的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5219287B2 (ja) * 2009-04-23 2013-06-26 チュン−シャン インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー，アーマメンツ ブリュー，ミニストリー オブ ナショナル ディフェンス 銀ナノワイヤーの連続的製造方法
CN102303124A (zh) * 2011-08-24 2012-01-04 浙江科创新材料科技有限公司 一种pH值调节的溶剂热法制备高长径比纳米银线的方法
CN103042225B (zh) * 2012-11-05 2015-05-13 中科院广州化学有限公司 一种线状纳米银及其制备方法与应用
JP6118584B2 (ja) * 2013-02-25 2017-04-19 公立大学法人 滋賀県立大学 銀ナノワイヤの製造方法
CN103203467B (zh) * 2013-04-17 2015-02-11 苏州冷石纳米材料科技有限公司 一种制备银纳米线的方法
CN104942302A (zh) * 2015-05-25 2015-09-30 贵研铂业股份有限公司 一种直径可调的银纳米线的制备方法
CN105665742A (zh) * 2016-02-24 2016-06-15 湖南皓志科技股份有限公司 一种线径可控批量制备高长径比纳米银线分散液的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106541146A (zh) 2017-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106541146B (zh) 一种超长银纳米线的制备方法
CN102554258B (zh) 一种在水溶液里制备金属银纳米结构的方法
CN102371356A (zh) 金纳米粒子的制备方法
CN107639236B (zh) 一种银纳米线的制备方法及制品
WO2014138749A1 (en) Production of nanostructures
CN109175394B (zh) 一种小直径且超高长径比的均匀纳米银线可控制备方法
CN104907578A (zh) 一种金纳米棒的制备方法
CN108372313A (zh) 线径分布小的纳米银线分散液及其导电油墨的制备方法
TW200839042A (en) Process for the synthesis of nanoscale, metal-containing nanoparticles and nanoparticle dispersions
CN111347059B (zh) 一种多孔型金@银@金纳米立方体的合成方法
Chen et al. Size-controlled synthesis of Ru nanoparticles by ethylene glycol reduction
EP3360629A1 (en) New silver nanowires with uniform aspect ratio and nodes preparation method
KR102497069B1 (ko) 금속 나노와이어의 연속 흐름 제조
CN111889694B (zh) 一种一维银纳米材料的合成及制备导电油墨的方法
CN102962469A (zh) 高产率大长径比金纳米棒及其制备方法
CN109332722B (zh) 一种微管道合成铜纳米线的方法
CN106825610A (zh) 一种超长超细银纳米线的宏量制备方法
CN106345997A (zh) 一种形貌均一的超细银纳米线及其制备方法
Yoon et al. Control of copper nanowire network properties and application to transparent conducting layer in LED
CN111592036A (zh) 一维发光CsPbBr3钙钛矿纳米线及其制备方法
CN110976907A (zh) 一种高长径比银纳米线的制备方法
Lermusiaux et al. Flexible synthesis of high-purity plasmonic assemblies
CN108687358B (zh) 一种制备复合型银纳米线的方法
CN113060706A (zh) 一种尺寸可调的胶体ZnSe量子线的制备方法
CN112756623A (zh) 一种特殊结构的金-铂材料的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210701

Address after: Zou District Industrial Park, Zhonglou District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: CHANGZHOU HUAWEI ADVANCED MATERIAL Co.,Ltd.

Address before: 321399 No.1 Yingbin Avenue, No.3 Xiangzhu Industrial Zone, Xiangzhu Town, Yongkang City, Jinhua City, Zhejiang Province

Patentee before: ZHEJIANG DAOMING OPTICS & CHEMICAL Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20210701

Address after: 321399 No.1 Yingbin Avenue, No.3 Xiangzhu Industrial Zone, Xiangzhu Town, Yongkang City, Jinhua City, Zhejiang Province

Patentee after: ZHEJIANG DAOMING OPTICS & CHEMICAL Co.,Ltd.

Address before: 315201, No. 519, Zhuang Avenue, Zhenhai District, Zhejiang, Ningbo

Patentee before: NINGBO INSTITUTE OF MATERIALS TECHNOLOGY & ENGINEERING, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

TR01 Transfer of patent right