CN108247081A - 一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，通过采用单步法通过控制注入速率和搅拌速度将硝酸银注入强还原性溶液中，制备超长纳米银线；或者，采用分步式注入硝酸银，并同时对注入温度进行调节，制备不同长径比的纳米银线。该制备方法耗时短，所合成的超长纳米银线平均长度大于75μm，且尺寸分布均一；对长径比的控制方法简单有效，重复性高。这些优势对于柔性透明电极以及高性能光电子器件的制备都具有非常重要的意义。

Description

一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法
技术领域
本发明属于一维金属纳米材料制备领域，具体涉及一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法。
背景技术
近年来，柔性光电子器件(如触屏显示、太阳能电池、OLED、可穿戴设备等)的发展受到了人们越来越多的关注。作为基本的组成部件之一，透明导电电极的需求量也呈逐年增长的趋势。锡掺杂氧化铟(indium tin oxide,ITO)是目前被广泛采用的透明电极材料。但是，较高的加工成本以及有限的铟储量使得ITO的价格一直居高不下。同时，其固有的脆性特征也难以满足器件在柔性条件下的使用要求。因此，开发新型的高性能透明电极是当前重要的前沿性课题之一。
纳米银线因具备较高的电导率、较低的成本以及优异的机械柔韧性而成为下一代柔性透明电极的优选材料。众所周知，纳米银线透明电极的方阻主要来自于银线之间的结点电阻，而超长纳米银线的使用可显著降低结点数量，有利于提高薄膜电导率。超长纳米银线的使用也可大幅改善薄膜的透光率、粗糙度以及柔性条件下的光电稳定性。因此，制备超长的纳米银线对于改善透明电极的光学透光率、电导率、表面粗糙度以及机械柔韧性都具有非常重要的意义。
纳米银线透明电极可采用不同的溶液加工方法制备，例如旋涂、滴涂、喷墨打印、丝网印刷等。但是，不同的制备方法对纳米银线的长径比要求也不同，例如，旋涂方法可采用高长径比的纳米银线以提高透明电极的整体性能；而喷墨打印与丝网印刷技术则需要较低长径比的纳米银线以避免喷嘴与网孔的阻塞。因此，探索一种纳米银线长径比的简单调控方法也至关重要。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法。
一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，包括以下步骤：
1)配置强还原性溶液；
2)制备纳米银线：包括
采用单步法通过控制注入速率和搅拌速度将硝酸银注入强还原性溶液中，制备超长纳米银线；
或者，采用分步式注入硝酸银，并同时对注入温度进行调节，制备不同长径比的纳米银线。
作为本发明的进一步改进，所述的强还原性溶液的配置方法为：在乙二醇溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与CuCl2，在175～185℃油浴锅中搅拌加热50～70min，随后冷却到150～160℃，得到所需的强还原性溶液。
作为本发明的进一步改进，所述的单步法的具体步骤如下：
将AgNO3的乙二醇溶液以0.15～0.35mL/s的速度注入到强还原性溶液中，并搅拌4.5～5.5min；停止搅拌，并在150～160℃下加热80～90min，即得到超长的纳米银线。
作为本发明的进一步改进，所述的分步法的具体步骤如下：
2a)将制备的强还原性溶液移至0～150℃的油浴锅中降温，之后首次注入部分AgNO3的乙二醇溶液，并搅拌4.5-5.5min。
2b)将上述溶液重新转移到150～160℃油浴锅中，之后二次注入剩余的AgNO3溶液，并搅拌4.5-5.5min；停止搅拌后在150～160℃下加热80-90min，得到不同长径比的纳米银线。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2a)与步骤2b)中加入的AgNO3的摩尔比为1:2～2:3。
作为本发明的进一步改进，步骤2)所加入的AgNO3的乙二醇溶液与所述的强还原性溶液体积比为1：2.5～3.5。
作为本发明的进一步改进，所述的PVP的浓度为8～9g/L，所述的CuCl2的浓度为0.45～0.55g/L。
作为本发明的进一步改进，所述的AgNO3的浓度为0.15～0.2g/L。
本发明的有益效果：采用本发明所提供的合成方法制备的纳米银线尺寸分布均一，适用于柔性透明电极及高性能的光电子器件的制造。同时能够简单有效的控制纳米银线的长径比，而且该方法稳定、重复性高。
附图说明
图1为实施例1的SEM图谱；
图2为实施例2的SEM图谱；
图3为实施例3的SEM图谱；
图4为实施例4的SEM图谱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定以下实施例。
以下实施例中，制备纳米银线过程中所使用试剂均为分析纯试剂，所述的针管为规格型号为50ml的医用针管的和器材。
实施例1：
1)在30ml的乙二醇溶液中加入0.26g PVP与0.493ml的CuCl2(7.4mM)，在180℃油浴锅中搅拌加热60min，随后冷却到160℃；2)采用医用针管将10mL AgNO3的乙二醇溶液(1mM)以0.2mL/s的速度注入到上述溶液中，并搅拌5min；停止搅拌后，并在160℃下加热85min，即得到超长的纳米银线。
如图1所示的通过实施例1所得到的纳米银线的平均长度大于75μm，直径约120nm。
实施例2：
1)在30ml的乙二醇溶液中加入0.26g PVP与0.493ml的CuCl2(7.4mM)，在180℃油浴锅中搅拌加热60min，随后将油浴锅温度降至160℃备用；2a)将上述溶液移至另一低温预加热到10℃的油浴锅中，待溶液温度降至油浴锅温度时，采用医用针管将4mL AgNO3的乙二醇溶液(1mM)以0.2mL/s的速度注入到上述溶液中，并搅拌5min；2b)将溶液转移到步骤1)中的油浴锅中，待溶液温度升到160℃时，采用医用针管以0.2mL/s的速度注入6mL AgNO3的乙二醇溶液(1mM)，搅拌5min后停止搅拌，并在160℃下加热85min，即得到纳米银线。
如图2所示的通过实施例2所得到的纳米银线的平均长度约15μm，直径约70nm。
实施例3：
1)在30ml的乙二醇溶液中加入0.26g PVP与0.493ml的CuCl2(7.4mM)，在180℃油浴锅中搅拌加热60min，随后将油浴锅温度降至160℃备用；2a)将上述溶液移至另一低温预加热到40℃的油浴锅中，待溶液温度降至油浴锅温度时，采用医用针管将4mL AgNO3的乙二醇溶液(1mM)以0.2mL/s的速度注入到上述溶液中，并搅拌5min；2b)将溶液转移到步骤1)中的油浴锅中，待溶液温度升到160℃时，采用医用针管以0.2mL/s的速度注入6mL AgNO3的乙二醇溶液(1mM)，搅拌5min后停止搅拌，并在160℃下加热85min，即得到纳米银线。
如图3所示的通过实施例3所得到的纳米银线的平均长度约30μm，直径约70nm。
实施例4：
1)在30ml的乙二醇溶液中加入0.26g PVP与0.493ml的CuCl2(7.4mM)，在180℃油浴锅中搅拌加热60min，随后将油浴锅温度降至160℃备用；2a)将上述溶液移至另一低温预加热到80℃的油浴锅中，待溶液温度降至油浴锅温度时，采用医用针管将4mL AgNO3的乙二醇溶液(1mM)以0.2mL/s的速度注入到上述溶液中，并搅拌5min；2b)将溶液转移到步骤1)中的油浴锅中，待溶液温度升到160℃时，采用医用针管以0.2mL/s的速度注入6mL AgNO3的乙二醇溶液(1mM)，搅拌5min后停止搅拌，并在160℃下加热85min，即得到纳米银线。
如图4所示的通过实施例4所得到的纳米银线的平均长度约60μm，直径约100nm。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，包括以下步骤：
1)配置强还原性溶液；
2)制备纳米银线：包括
采用单步法通过控制注入速率和搅拌速度将硝酸银注入强还原性溶液中，制备超长纳米银线；
或者，采用分步式注入硝酸银，并同时对注入温度进行调节，制备不同长径比的纳米银线。
2.根据权利要求1所述的一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，其特征在于：所述的强还原性溶液的配置方法为：在乙二醇溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与CuCl2，在175～185℃油浴锅中搅拌加热50～70min，随后冷却到150～160℃，得到所需的强还原性溶液。
3.根据权利要求1所述的一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，其特征在于：所述的单步法的具体步骤如下：
将AgNO3的乙二醇溶液以0.15～0.35mL/s的速度注入到强还原性溶液中，并搅拌4.5～5.5min；停止搅拌，并在150～160℃下加热80～90min，即得到超长的纳米银线。
4.根据权利要求1所述的一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，其特征在于：所述的分步法的具体步骤如下：
2a)将制备的强还原性溶液移至0～150℃的油浴锅中降温，之后首次注入部分AgNO3的乙二醇溶液，并搅拌4.5-5.5min。
2b)将上述溶液重新转移到150～160℃油浴锅中，之后二次注入剩余的AgNO3溶液，并搅拌4.5-5.5min；停止搅拌后在150～160℃下加热80-90min，得到不同长径比的纳米银线。
5.根据权利要求4所述的一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，其特征在于：所述步骤2a)与步骤2b)中加入的AgNO3的摩尔比为1:2～2:3。
6.根据权利要求2所述的一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，其特征在于：所述的PVP的浓度为8～9g/L，所述的CuCl2的浓度为0.45～0.55g/L。
7.根据权利要求3或4所述的一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，其特征在于：所注入的AgNO3的乙二醇溶液与所述的强还原性溶液体积比为1：2.5～3.5。
8.根据权利要求3或4所述的一种超长纳米银线的合成及其长径比的控制方法，其特征在于：所述的AgNO3的乙二醇溶液中AgNO3的浓度为0.15～0.2g/L。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110280781A (zh) * 2019-08-07 2019-09-27 上海渝芝实业有限公司 一种高性能的大长径比纳米银线，及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103537710A (zh) * 2013-10-21 2014-01-29 南京邮电大学 一种高长径比银纳米线的制备方法
JP2014055323A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Toppan Printing Co Ltd 金属／セルロース複合化微細繊維、その製造方法、ならびに金属／セルロース複合化微細繊維を含む透明導電膜
CN104607655A (zh) * 2015-03-06 2015-05-13 苏州大学 一种银纳米线的制备方法
CN106238749A (zh) * 2016-09-06 2016-12-21 济南大学 一种微量盐辅助多元醇法制备超长银纳米线
CN106735294A (zh) * 2016-12-11 2017-05-31 浙江大学 银纳米线的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014055323A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Toppan Printing Co Ltd 金属／セルロース複合化微細繊維、その製造方法、ならびに金属／セルロース複合化微細繊維を含む透明導電膜
CN103537710A (zh) * 2013-10-21 2014-01-29 南京邮电大学 一种高长径比银纳米线的制备方法
CN104607655A (zh) * 2015-03-06 2015-05-13 苏州大学 一种银纳米线的制备方法
CN106238749A (zh) * 2016-09-06 2016-12-21 济南大学 一种微量盐辅助多元醇法制备超长银纳米线
CN106735294A (zh) * 2016-12-11 2017-05-31 浙江大学 银纳米线的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
向泽敏: "高长径比银纳米线的可控合成及其网络状柔性电极的应用", 《硕士论文》 *
王昀，陈雪梅: "高长径比高纯纳米银线的制备", 《中国有色金属学报》 *
邹翠: "高长径比纳米银线的制备及其在透明导电膜中的应用", 《硕士论文》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110280781A (zh) * 2019-08-07 2019-09-27 上海渝芝实业有限公司 一种高性能的大长径比纳米银线，及其制备方法

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