CN109807349A - 一种纳米银线及其制备方法 - Google Patents

一种纳米银线及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109807349A
CN109807349A CN201910162167.0A CN201910162167A CN109807349A CN 109807349 A CN109807349 A CN 109807349A CN 201910162167 A CN201910162167 A CN 201910162167A CN 109807349 A CN109807349 A CN 109807349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano
silver
silver thread
preparation
plant fiber
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.)
Pending
Application number
CN201910162167.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李海龙
公昊
刘梦茹
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.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
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 South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201910162167.0A priority Critical patent/CN109807349A/zh
Publication of CN109807349A publication Critical patent/CN109807349A/zh
Priority to PCT/CN2019/113142 priority patent/WO2020177340A1/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • 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
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • 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

Abstract

本发明公开了一种纳米银线及其制备方法，包括以下步骤：将植物纤维与银离子混合后，再加入卤化物，向反应器中通入惰性气体排出空气后，在水热条件下反应，直至生成纳米银线，冷却即可。该方法选用植物纤维为还原剂，在水热条件下制备出纳米银线，方法简单，成本低，无需添加表面活性剂等化学药品，绿色无污染，得到的纳米银线直径均一，长径比高。本发明方法为纳米银线的制备开辟了一种新的途径。

Description

一种纳米银线及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米银线制备领域，具体涉及一种利用植物纤维制备纳米银线的方法。
背景技术
植物纤维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织，是自然界中取之不尽、用之不竭的可再生资源。漂白纸浆纤维是木材、草类等植物纤维经过蒸煮、漂白脱除绝大部分木素和部分半纤维素后的产物，其主要成分为纤维素，而天然的棉纤维和麻纤维中纤维素含量可高达95％。纤维素是一种由D-吡喃式葡萄糖基经β-1,4苷键连接而成的线性高分子化合物，是地球上分布最广，最丰富的天然可再生多糖资源，每年通过光合作用的产量就高达1400-1800亿吨。纤维素分子的重复单元简单而均一，存在结晶结构和无定形结构两种聚集状态，常温下稳定。半纤维素是由两种或两种以上的己糖或戊糖构成的不均一复合聚糖，带有丰富的糖醛酸支链。按照糖基单元的不同，半纤维素可分为聚木糖类、聚葡萄糖甘露糖类和聚半乳糖葡萄糖甘露糖类。除了主要的聚糖结构外，同一植物纤维原料中的半纤维素往往还包括其他的糖类结构，聚合度较低，而且普遍带有支链。
纳米银线由于其独特的电学、热学和光学特性，在过去的十多年中受到越来越多的关注。在早期，纳米银线通常使用电化学法制备，该方法产率低，合成的纳米银线十分不均匀。为了得到均匀，可控，高长径比的纳米银线，研究者们相继发明了硬模板法和软模板法。硬模板法通常选用多孔膜、碳纳米管、DNA等作为纳米银线生长的模板，然而此方法也存在模板去除困难，产率低，无法工业化生产等缺点。为了克服硬模板法的缺点，研究者们致力于选用表面活性剂、聚合物胶束等作为软模板，在均匀的溶液中控制纳米银线的生长，所得产物均匀，产率较高，适合大规模生产。目前，多元醇法是软模板法中一种稳定，高效的纳米银线制备方法，被大多数研究者广泛采用。多元醇法是在加热的条件下使用多元醇作为还原剂还原银盐，通常反应过程中加入保护剂实现纳米银线的定向生长，但该方法需要消耗大量的醇类试剂，得到的纳米银线的长度通常在200μm以内。因此，纳米银线的制备需要开发一种成本低，产物均匀且长径比高的方法。
发明内容
本发明提供了一种纳米银线的制备方法。该方法选用植物纤维为还原剂，添加适量卤化物后在水热条件下还原出纳米银线，方法简单，成本低，无需添加表面活性剂等化学药品，绿色无污染，得到的纳米银线粒径均一，长径比高。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
将植物纤维与银离子混合后，再加入卤化物，向反应器中通入惰性气体排出空气后，在水热条件下反应，直至生成纳米银线，冷却即可。
优选地，反应温度为130～250℃，反应时间为12-84h。
优选地，反应温度为160-220℃，反应时间为18-72h。
优选地，所述卤化物与银离子的摩尔比为0.5:1-5:1。
优选地，所述植物纤维的浓度为0.01-2.0g/L；所述银离子的浓度为0.1-5.0mmol/L。
优选地，所述植物纤维的浓度为0.08-0.8g/L；所述银离子的浓度为0.3-3.0mmol/L。
优选地，所述卤化物为HCl、HBr、HI、KCl、KBr、KI、NaCl、NaBr和NaI中的任意一种或两种以上。
优选地，所述银离子来源于可溶性银盐的水溶液，如硝酸银溶液等。
优选地，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气。
优选地，所述植物纤维包括漂白纸浆纤维、棉纤维、麻纤维。
本发明利用植物纤维在特定的水热条件下可以缓慢地降解出还原性糖类等物质，逐渐还原溶液中的银离子。添加适量的卤化物后，卤素离子作为控制剂，从而实现超长纳米银线的生长。所制备的纳米银线性能优异，可广泛用于光学偏振器，光子晶体，有机发光二极管，太阳能电池，触摸屏，催化工业等领域。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明直接选用生物可降解的多糖类高分子植物纤维为还原剂，无需添加其他还原剂、表面活性剂等化学药品，减少了化学品用量。
(2)本发明在水热条件下使用植物纤维还原出纳米银线，水作为溶剂，绿色无污染。
(3)本发明方法得到的纳米银线直径均一，长径比高达5000以上。
(4)本发明方法操作简单，纳米银线产率可高达80％以上。
附图说明
图1为实施例1中得到的利用漂白桉木浆纤维制备的纳米银线的SEM图。
图2为实施例2中得到的利用漂白松木浆纤维制备的纳米银线的SEM图。
图3为实施例3中得到的利用麻浆纤维制备的纳米银线的SEM图。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细的说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
一种纳米银线的制备方法，具体包括如下步骤：
将漂白桉木浆纤维分散在聚四氟乙烯水热反应釜内衬中，加入硝酸银溶液搅拌均匀，再加入HCl溶液，纤维浓度为0.2g/L，Ag+浓度为1mmol/L，HCl浓度2mmol/L，通入氮气排出空气，在水热反应釜中反应24h，反应温度为180℃，反应完成后自然冷却至室温，得到纳米银线。
得到的利用漂白桉木浆纤维制备的纳米银线的SEM图如图1所示，通过图1可清晰地看到纳米银线直径均一，长径比可达5000以上。
实施例2
一种纳米银线的制备方法，具体包括如下步骤：
将漂白松木浆纤维分散在聚四氟乙烯水热反应釜内衬中，加入硝酸银溶液搅拌均匀，再加入NaBr溶液，聚四氟乙烯内衬中，纤维浓度为0.8g/L，Ag+浓度为3mmol/L，NaBr浓度3mmol/L，通入氩气排出空气，在反应釜中反应16h，反应温度为220℃，反应完成后自然冷却至室温，得到纳米银线。
得到的利用漂白松木浆纤维制备的纳米银线的SEM图如图2所示，通过图2可清晰地看到纳米银线直径均一，长径比可达5000以上。
实施例3
一种纳米银线的制备方法，具体包括如下步骤：
将麻浆纤维分散在聚四氟乙烯水热反应釜内衬中，加入硝酸银溶液搅拌均匀，再加入KI溶液，纤维浓度为0.08g/L，Ag+浓度为2mmol/L，KI浓度8mmol/L，通入氦气排出空气，在反应釜中反应48h，反应温度为200℃，反应完成后自然冷却至室温，得到纳米银线。
得到的麻浆纤维制备的纳米银线的SEM图如图3所示，通过图3可清晰地看到纳米银线直径均一，长径比可达5000以上。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米银线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将植物纤维与银离子混合后，再加入卤化物，向反应器中通入惰性气体排出空气后，在水热条件下反应，直至生成纳米银线，冷却即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应温度为130～250℃，反应时间为12-84h。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，反应温度为160-220℃，反应时间为18-72h。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述卤化物与银离子的摩尔比为0.5:1-5:1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述植物纤维的浓度为0.01-2.0g/L；所述银离子的浓度为0.1-5.0mmol/L。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述植物纤维的浓度为0.08-0.8g/L；所述银离子的浓度为0.3-3.0mmol/L。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述卤化物为HCl、HBr、HI、KCl、KBr、KI、NaCl、NaBr和NaI中的任意一种或两种以上。
8.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述银离子来源于可溶性银盐溶液。
9.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气；所述植物纤维包括漂白纸浆纤维、棉纤维、麻纤维。
10.一种纳米银线，其特征在于，由权利要求1～9任意一项所述方法制得。
CN201910162167.0A 2019-03-05 2019-03-05 一种纳米银线及其制备方法 Pending CN109807349A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910162167.0A CN109807349A (zh) 2019-03-05 2019-03-05 一种纳米银线及其制备方法
PCT/CN2019/113142 WO2020177340A1 (zh) 2019-03-05 2019-10-25 一种纳米银线及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910162167.0A CN109807349A (zh) 2019-03-05 2019-03-05 一种纳米银线及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109807349A true CN109807349A (zh) 2019-05-28

Family

ID=66608099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910162167.0A Pending CN109807349A (zh) 2019-03-05 2019-03-05 一种纳米银线及其制备方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109807349A (zh)
WO (1) WO2020177340A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020177340A1 (zh) * 2019-03-05 2020-09-10 华南理工大学 一种纳米银线及其制备方法
CN111889694A (zh) * 2020-06-08 2020-11-06 西安理工大学 一种一维银纳米材料的合成及制备导电油墨的方法
CN114505489A (zh) * 2020-10-27 2022-05-17 深圳市华科创智技术有限公司 一种银纳米线的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120247275A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 The Hong Kong University Of Science And Technology Method of producing silver nanowires in large quantities
CN104439275A (zh) * 2014-11-19 2015-03-25 广东华科新材料研究院有限公司 一种纳米银纤维的制备方法
CN104511596A (zh) * 2013-09-30 2015-04-15 中科院广州化学有限公司 一种纳米银线的连续制备方法及其装置
CN105440314A (zh) * 2015-04-17 2016-03-30 北京林业大学 一种具有抗菌活性的纤维素复合材料及其制备方法
CN106001583A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 北京化工大学常州先进材料研究院 一种纳米银线的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102259190A (zh) * 2011-06-16 2011-11-30 浙江科创新材料科技有限公司 一种快速大批量制备高长径比纳米银线的方法
CN105081350B (zh) * 2015-10-09 2017-08-29 重庆文理学院 一种新型长径比均匀的有节点银纳米线的制备方法
WO2018168849A1 (ja) * 2017-03-14 2018-09-20 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 ワイヤ同士の分離性が良好な銀ナノワイヤ分散液の製造法
CN109807349A (zh) * 2019-03-05 2019-05-28 华南理工大学 一种纳米银线及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120247275A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 The Hong Kong University Of Science And Technology Method of producing silver nanowires in large quantities
CN104511596A (zh) * 2013-09-30 2015-04-15 中科院广州化学有限公司 一种纳米银线的连续制备方法及其装置
CN104439275A (zh) * 2014-11-19 2015-03-25 广东华科新材料研究院有限公司 一种纳米银纤维的制备方法
CN105440314A (zh) * 2015-04-17 2016-03-30 北京林业大学 一种具有抗菌活性的纤维素复合材料及其制备方法
CN106001583A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 北京化工大学常州先进材料研究院 一种纳米银线的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
倪嘉 等: "水热法制备高长径比银纳米线及其影响因素研究", 《燕山大学学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020177340A1 (zh) * 2019-03-05 2020-09-10 华南理工大学 一种纳米银线及其制备方法
CN111889694A (zh) * 2020-06-08 2020-11-06 西安理工大学 一种一维银纳米材料的合成及制备导电油墨的方法
CN111889694B (zh) * 2020-06-08 2023-10-03 广州市超彩油墨实业有限公司 一种一维银纳米材料的合成及制备导电油墨的方法
CN114505489A (zh) * 2020-10-27 2022-05-17 深圳市华科创智技术有限公司 一种银纳米线的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020177340A1 (zh) 2020-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109807349A (zh) 一种纳米银线及其制备方法
Hooshmand et al. Dry-spun single-filament fibers comprising solely cellulose nanofibers from bioresidue
Rebouillat et al. State of the art manufacturing and engineering of nanocellulose: a review of available data and industrial applications
Yang et al. Effects of pretreatments on crystalline properties and morphology of cellulose nanocrystals
Saito et al. Homogeneous suspensions of individualized microfibrils from TEMPO-catalyzed oxidation of native cellulose
CN105829605B (zh) 用于生产原纤化纤维素材料的方法
CN103059280B (zh) 离子液体中天然聚多糖接枝聚己内酯及其制备方法与应用
AU2012362513A1 (en) Fiber composition comprising 1,3-glucan and a method of preparing same
CN107287956B (zh) 一种酶预处理结合机械研磨制备纳米纤维素的方法
Pirich et al. Disruptive enzyme-based strategies to isolate nanocelluloses: A review
CN106810613A (zh) 一种疏水改性纳米纤维素的制备方法
Rahmawati et al. Preparation and characterization of cellulose nanocrystals from typha sp. as a reinforcing agent
CN111944178A (zh) 一种纳米综纤维素增强复合膜制备方法及制得的复合膜
Zhou et al. Methodology of redispersible dry cellulose nanofibrils powder synthesis under waterless condition
CN109468871A (zh) 一种植物秸秆制备的木质纳米纤维素及其方法与应用
WO2005118648A2 (en) Non-crystalline cellulose and production thereof
Mohan et al. Revealing and quantifying the three-dimensional nano-and microscale structures in self-assembled cellulose microfibrils in dispersions
CN109485736A (zh) 一种制备纳米结晶纤维素的方法
Zhou et al. Cellulose-based polymers
CN112709090B (zh) 一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法
CN104941537B (zh) 一种条状纳米ZnO/纤维素凝胶材料的制备方法
CN103031770B (zh) 一种利用废弃桑皮制备纳米纤维素晶须的方法
Babi et al. Unraveling the supramolecular structure and nanoscale dislocations of bacterial cellulose ribbons using correlative super-resolution light and electron microscopy
CN113999322B (zh) 一种高羧基含量的tempo氧化纤维素的低能耗制备方法
Etuk et al. Nanocellulose: Types, Sythesis and Applications

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