CN111014715A - 一种高产率纳米银线的制备方法 - Google Patents

一种高产率纳米银线的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高产率纳米银线的制备方法，包括以下步骤：1）将聚乙烯吡咯烷酮多元醇溶液在140‑170℃的温度下，搅拌分散60‑120min，其中PVP多元醇溶液包括PVP分子量为40000‑58000的多元醇溶液A和PVP分子量为240000‑400000的多元醇溶液B；2）加入晶种诱导剂溶液，并保持150‑350rpm的搅拌速度及140‑170℃的温度继续搅拌15‑30min；3）在溶液中逐滴加入银盐溶液，并保持150‑350rpm的搅拌速度及140‑170℃的温度，反应2‑4h，室温冷却；4）将产物以4000‑18000rpm的速度离心15‑60min，去除上层清液；5）在产物中注入乙醇，使得纳米银线在乙醇中超声清洗后，得到的抽滤产物在50‑100℃下烘干，得纯净的纳米银线粉末。本发明中纳米银线的产率高达95%，工艺步骤简单，可还原性强。

Description

一种高产率纳米银线的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备领域，尤其是涉及一种高产率纳米银线的制备方法
背景技术
纳米银线因其大的长径比可提供远高于传统微米级银料的导电效率，可作为新型透明导电材料、柔性导电填料的一个非常有潜力的选择。目前，纳米银线的制备工艺已较为成熟，主要是采用多元醇法，在一定的生长环境下，多元醇作为还原剂将银盐中的银根离子还原为银原子，同时在聚合物(一般是PVP)的辅助下，成核的银单质的成核及生长具有一定的择优取向，通过控制反应体系的温度、搅拌速率等条件，得到具有大的长径比的纳米银线。因工艺简单、环保、反应快，多元醇法目前已作为制备纳米银线的主流方法。但是多元醇法也同样具有一定的问题，作为一种湿法化学法，纳米银线的制备总是面临着反应不完全而产率低的问题；同时，制备过程中涉及到多次的溶剂转移(离心、清洗)，这些过程不可避免的也会造成一定的损耗，这都会对制备纳米银线的产率造成影响，而大大限制了多元醇法在工业上的推广。本发明提出一种新的多元醇法制备高产率的纳米银线方法，可以大大提高其制备产率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种制备储的纳米银线具有较高长径比，反应物产率高，制备方法简单，制备成本低的高产率纳米银线的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高产率纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)多元醇溶液在140-170℃的温度下，以150-350rpm的搅拌速率下分散60-120min，其中所述PVP多元醇溶液包括PVP分子量为40000-58000的多元醇溶液A和PVP分子量为240000-400000的多元醇溶液B；
2)在步骤1)分散后的溶液中加入晶种诱导剂溶液，并保持150-350rpm的搅拌速度及140-170℃的温度继续搅拌15-30min；
3)在步骤2)的溶液中逐滴加入银盐溶液，并保持150-350rpm的搅拌速度及140-170℃的温度，反应2-4h，室温冷却；
4)将步骤3)中产物以4000-18000rpm的速度离心15-60min，去除上层清液；
5)在步骤4)的产物中注入乙醇，使得纳米银线在乙醇中超声清洗后，抽滤，得到的抽滤产物在50-100℃下烘干，得到纯净的纳米银线粉末。
在本发明中，反应体系状态的稳定应作为第一个要素。在反应过程中，改变温度或是搅拌速率都不可避免的改变反应过程中的热力学及动力学条件，对纳米银线的生长进行干扰。因此，在整个反应过程应保持温度及搅拌速率的稳定，以此来减少外部条件变化对纳米银线制备过程的干扰；
在本发明中，两种不同分子量的PVP溶液被同时加入到反应体系中，这是由于小分子量的PVP可以有效促进反应前期的纳米银成核，而大分子量的PVP可以起到好的封端作用，有效抑制纳米银线的径向生长，以此来提高长径比。采用大小两种分子量的PVP作为反应溶剂可以在保证产率的前提下，得到较高质量的纳米银线；
本发明也强调反应溶剂的分散。分散不均匀的反应溶剂会使得不同区域的反应速率不同，从而干扰整个反应体系的一致性；同时，因反应速率不同，不同区域生长的纳米银线长短粗细不一致，会大大降低反应产物的质量。因此，本发明中采用逐次添加反应溶剂的方法，并且在添加新反应溶剂之前应保证反应体系中其他溶剂应具有足够充分的分散时间；
在本发明中，为了降低纳米银的成核率，提高长径比，也为了提高反应物产率，银盐溶液应以较低的速率逐滴加入到均匀分散的加入晶种诱导剂溶液的PVP多元醇溶液，使银离子能被充分的还原，在此过程中保持搅拌速度及温度不变。同时，以较低的速率滴加银盐溶液也是为了保证反应体系稳定性，快的滴加速率会影响局部反应体系的温度，造成反应产物不均匀的后果；
在本发明中，对反应产物的收集过程也得到了了优化。传统方法中，为了得到纯净的纳米银线，往往需要对反应产物进行多次离心—清洗(乙醇、丙酮、去离子水)—再离心的操作，这些过程往往会造成大的材料损耗，且可能会因为丙酮或是乙醇未洗净而影响材料纯净度。为了克服这一影响，在本发明中，反应产物除去第一次离心操作外，其余的清洗操作是通过在乙醇中超声实现的，其后将超声后的溶液进行抽滤，避免了多次溶液转移造成的损耗。
作为优选，所述步骤1)中多元醇溶液A和多元醇溶液B的重量比为1:1。
作为优选，所述聚乙烯吡咯烷酮多元醇溶液的多元醇溶剂为乙二醇。
作为优选，所述步骤2)中晶种诱导剂溶液所使用的晶种诱导剂为氯化铁或氯化铜，使用的溶剂为乙二醇。
作为优选，所述步骤2)中晶种诱导剂溶液在使用前至少在常温下搅拌120min。
作为优选，所述步骤3)中银盐溶液的银盐为硝酸银或亚硝酸银或乙酸银中的任意一种，使用的溶剂为乙二醇。
作为优选，所述步骤3)中银盐溶液在使用前至少在常温下搅拌15min。
作为优选，所述步骤3)中银盐溶液的滴加速度为0.5-2ml/min，滴加时间为12-48min。
本发明的有益效果是：整个反应过程中保持温度和搅拌速率不变，以保持反应体系的稳定，采用简单的工艺步骤对反应产物进行纯化及收集，除最初的离心操作外，仅需要在乙醇中超声及抽滤，即可获得纯净的纳米银线，并保证了高产率；通过控制温度、反应速度以及优化反应产物的提取步骤，极大的提升了制备纳米银线的产量，有利于节省成本，提高经济效益；本发明中所制备的纳米银线粗细均匀，长度在30-40um，直径不超过40nm，具有1000左右的长径比；本发明中1g的硝酸银(CP级)反应可得到超过0.6克的高质量纳米银线，而理想情况下1g的硝酸银(～99.999％)完全反应可得到0.635克的纯银，因此本发明中纳米银线的产率高达95％，同时工艺步骤简单，可还原性强，适用于大批量的工业生产，可以作为优质导电填料被应用在新型柔性导电材料、透明导电材料以及光电子器件的制备上。
附图说明
图1为本发明中实施例1的纳米银线扫描电镜图。
图2为本发明中实施例2的纳米银线扫描电镜图。
图3为本发明中实施例3的纳米银线扫描电镜图。
图4为本发明中实施例4的纳米银线扫描电镜图。
图5为本发明中实施例5的纳米银线扫描电镜图。
图6为本发明中对比实施例1的纳米银线扫描电镜图。
图7为本发明中对比实施例2的纳米银线扫描电镜图。
图8为本发明中对比实施例3的纳米银线扫描电镜图。
图9为本发明中对比实施例4的纳米银线扫描电镜图。
图10为本发明中对比实施例5的纳米银线扫描电镜图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高产率纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为140℃，搅拌速度为150rpm，搅拌时间为120min；
2)将18mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在140℃温度下，以150rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)逐滴加入到反应容器中，滴加速度为0.5mL/min，全部滴完后继续生长4h，以上过程均保持温度为140℃和搅拌速度为150rpm不变；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内50℃下进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.731克，产率95.8％。实施例1制得的纳米银线如图1所示，银线的长度为30-40um，直径小于40nm，长径比在1000左右；同时，得到的纳米银线线径均匀，形貌规整，没有发现大块的银颗粒或是团簇现象。
实施例2
一种高产率纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为58000的PVP以及0.8g分子量为240000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为140℃，搅拌速度为350rpm，搅拌时间为60min；
2)将18mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在140℃温度下，以350rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)逐滴加入到反应容器中，滴加速度为0.5mL/min，全部滴完后继续生长4h，以上过程均保持温度为140℃和搅拌速度为350rpm不变；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在4000rmp的速度下离心60min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内50℃下进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.728克，产率95.4％。实施例2制得的纳米银线如图2所示，银线的长度为30-40um，直径小于40nm，长径比在1000左右；同时，得到的纳米银线线径均匀，形貌规整，没有发现大块的银颗粒或是团簇现象。
实施例3
一种高产率纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为170℃，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为120min；
2)将27mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铜乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在170℃温度下，以200rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)逐滴加入到反应容器中，滴加速度为1mL/min，全部滴完后继续生长3h，以上过程均保持温度为170℃和搅拌速度为200rpm不变；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物进行离心，离心速度为12000rmp，时间为30min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内100℃下进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.741克，产率97.1％。实施例3制得的纳米银线如图3所示，银线的长度为30-40um，直径小于40nm，长径比在1000左右；同时，得到的纳米银线线径均匀，形貌规整，没有发现大块的银颗粒或是团簇现象。
实施例4
一种高产率纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为160℃，搅拌速度为350rpm，搅拌时间为60min；
2)将18mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在160℃温度下，以350rpm的速度继续搅拌15min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)逐滴加入到反应容器中，滴加速度为2mL/min，全部滴完后继续生长2h，以上过程均保持温度为160℃和搅拌速度为350rpm不变；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内100℃下进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.733克，产率96.1％。实施例4制得的纳米银线如图4所示，银线的长度为30-40um，直径小于40nm，长径比在1000左右；同时，得到的纳米银线线径均匀，形貌规整，虽然有少量的银颗粒出现，这应当与更快的滴加速度促进反应过程中纳米银的成核有关，但这不影响得到纳米银线的质量。
实施例5
一种高产率纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为140℃，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为120min；
2)将27mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铜乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在140℃温度下，以200rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)逐滴加入到反应容器中，滴加速度为0.5mL/min，全部滴完后继续生长2h，以上过程均保持温度为140℃和搅拌速度为200rpm不变；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内100℃下进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.721克，产率94.6％。实施例5制得的纳米银线如图5所示，银线的长度为30-40um，直径小于40nm，长径比在1000左右；同时，得到的纳米银线线径均匀，形貌规整，没有发现大块的银颗粒或是团簇现象。
对比实施例1
一种纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入1.6g分子量为40000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为140℃，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为60min；
2)将18mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在140℃温度下，以200rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)逐滴加入到反应容器中，滴加速度为0.5mL/min，全部滴完后继续生长4h，以上过程均保持温度为140℃和搅拌速度为200rpm不变；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.546克，产率71.5％。对比实施例1制得的纳米银线如图6所示，银线的长度为1-3um，直径小于500-800nm，几乎不具有线型。这是由于，使用的PVP分子量较低，其在反应初期促进了纳米银的成核率，同时分子量较低的PVP不能有效的抑制纳米银的径向生长，因此降低了长径比，得到的纳米银线质量差。
对比实施例2
一种纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为140℃，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为60min；
2)将18mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在140℃温度下，以200rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)直接倒入到反应容器中，生长4h，以上过程均保持温度为140℃和搅拌速度为200rpm不变；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.431克，产率56.5％。对比实施例2制得的纳米银线如图7所示，银线的长度为10-20um，直径小于40nm，长径比在500左右。相比于实施例1，对比实施例2所得到的纳米银线长径比偏低，且有大量的纳米银颗粒析出。这是由于，反应过程中大量的硝酸银溶液同时倒入溶液中，极大的提高了成核率，部分纳米银颗粒没有得到充分生长，变为线状。同时，因为反应不够彻底，得到的银线产率远低于实施例1。
对比实施例3
一种纳米银线的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为140℃，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为60min；
2)将18mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在140℃温度下，以200rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)直接倒入到反应容器中，生长4h。以上过程均保持温度不变，但停止搅拌；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内进行干燥，即可得到干净的纳米银线。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.687克，产率90％。对比实施例3制得的纳米银线如图8所示，银线的长度为5-10um，直径小于50-80nm，长径比在100左右。相比于实施例1，对比实施例3所制备的纳米银线长径比较低，且不够陡直，且团聚现象明显。这是由于，在反应过程中没有进行均匀的搅拌，这导致大量纳米银线成簇生长。同时，更多纳米银同时成核大大的抑制了其长径比，得到的纳米银线质量差。
对比实施例4
一种纳米银的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中加入0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP，随后加入200mL的乙二醇溶液，将含有上述溶液的反应容器放在恒温磁力搅拌器中进行搅拌，温度为140℃，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为60min；
2)将18mL已在室温下搅拌120min以上的氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)加入到反应容器中，在140℃温度下，以200rpm的速度继续搅拌30min；
3)随后，将24mL已在室温下搅拌30min以上的硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)直接倒入到反应容器中，生长4h。以上过程均保持搅拌速度不变，但温度降低至120℃；
4)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
5)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内进行干燥，即可得到干净的纳米银。
收集得到的纳米银进行称重，总重量为0.079克，产率10.4％。对比实施例4制得的纳米银线如图9所示，其反应产物不具有线型，而表现出疏松的泡沫状组织，同时产量极低。这是由于，在反应初期(刚开始降温)，少部分银盐溶液被还原为极小的纳米银颗粒。但是随着温度的降低，反应体系不能有效促进纳米银的成核，只有开始成核的那部分纳米银颗粒在后续的成长过程中有所长大，但也极为有限。
对比实施例5
一种纳米银的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应容器中同时加入200mL PVP乙二醇溶液(含有0.8g分子量为40000的PVP以及0.8g分子量为400000的PVP)，随后加入200mL的乙二醇溶液，18mL氯化铁乙二醇溶液(0.0005g/mL)，以及24mL硝酸银乙二醇溶液(0.05g/mL)。不经过搅拌分散，直接在140℃，200rpm的搅拌速度下反应4h；
2)生长完成后，将反应容器置于室温下进行冷却，并将冷却后的反应产物在18000rmp的速度下离心15min；离心后，移走上层清液；
3)将下层沉淀物转移到干净的容器内，加入100mL乙醇后，超声60min，随后将超声后的纳米银线乙醇溶液进行抽滤，并在抽滤的过程中不断补充乙醇，保证得到更好的清洗效果；最后，取出滤膜在烘箱内进行干燥，即可得到干净的纳米银。
收集得到的纳米银线进行称重，总重量为0.208克，产率27.3％。对比实施例5制得的纳米银如图10所示，其反应产物不具有线型，而表现为颗粒状，这是由于PVP乙二醇溶液没有经过均匀分散，而没能起到有效的抑制作用；同时，团聚现象严重，这是由于氯化铁乙二醇溶液以及硝酸银乙二醇溶液没有经过均匀分散，而导致大的成核率。同样的，低的产率也应当与这些原因有关。
产率(％) 银线长度(um) 直径(nm) 长径比
实施例1 95.8 30-40 ＜40 1000:1
实施例2 95.4 30-40 ＜40 1000:1
实施例3 97.1 30-40 ＜40 1000:1
实施例4 96.1 30-40 ＜40 1000:1
实施例5 94.6 30-40 ＜40 1000:1
对比实施例1 71.5 1-3 500-800 5:1
对比实施例2 56.5 10-20 ＜40 500:1
对比实施例3 90 5-10 50-80 100:1
对比实施例4 10.4 - - -
对比实施例4 27.3 - - -
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高产率纳米银线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将聚乙烯吡咯烷酮多元醇溶液在140-170℃的温度下，以150-350rpm的搅拌速率下分散60-120min，其中所述聚乙烯吡咯烷酮多元醇溶液包括聚乙烯吡咯烷酮分子量为40000-58000的多元醇溶液A和聚乙烯吡咯烷酮分子量为240000-400000的多元醇溶液B；
2)在步骤1)分散后的溶液中加入晶种诱导剂溶液，并保持150-350rpm的搅拌速度及140-170℃的温度继续搅拌15-30min；
3)在步骤2)的溶液中逐滴加入银盐溶液，并保持150-350rpm的搅拌速度及140-170℃的温度，反应2-4h，室温冷却；
4)将步骤3)中产物以4000-18000rpm的速度离心15-60min，去除上层清液；
5)在步骤4)的产物中注入乙醇，使得纳米银线在乙醇中超声清洗后，抽滤，得到的抽滤产物在50-100℃下烘干，得到纯净的纳米银线粉末。
2.根据权利要求1所述的高产率纳米银线的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中多元醇溶液A和多元醇溶液B的重量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的高产率纳米银线的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮多元醇溶液的多元醇溶剂为乙二醇。
4.根据权利要求1所述的高产率纳米银线的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中晶种诱导剂溶液所使用的晶种诱导剂为氯化铁或氯化铜，使用的溶剂为乙二醇。
5.根据权利要求1或4所述的高产率纳米银线的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中晶种诱导剂溶液在使用前至少在常温下搅拌120min。
6.根据权利要求1所述的高产率纳米银线的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中银盐溶液的银盐为硝酸银或亚硝酸银或乙酸银中的任意一种，使用的溶剂为乙二醇。
7.根据权利要求1或6所述的高产率纳米银线的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中银盐溶液在使用前至少在常温下搅拌15min。
8.根据权利要求1所述的高产率纳米银线的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中银盐溶液的滴加速度为0.5-2ml/min，滴加时间为12-48min。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111802404A (zh) * 2020-07-03 2020-10-23 王一群 纳米银复合抗菌杀毒材料
CN114734053A (zh) * 2022-05-19 2022-07-12 天津宝兴威科技股份有限公司 一种快速制备纳米银线的方法和装置
CN115740434A (zh) * 2022-10-10 2023-03-07 东莞理工学院 一种银纳米线及其分离纯化方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103978226A (zh) * 2014-05-26 2014-08-13 熊仕显 微纳米银基材料的制备方法及微纳米银基材料
CN104043838A (zh) * 2014-05-14 2014-09-17 中国科学院合肥物质科学研究院 利用不同分子量的pvp及反应温度调控银纳米线长度的方法
CN104289723A (zh) * 2014-09-05 2015-01-21 中国科学院合肥物质科学研究院 利用混合pvp制备小直径银纳米线的方法
CN106031950A (zh) * 2015-11-10 2016-10-19 南京工业大学 一种快速高效的超细银纳米线制备方法
CN107377991A (zh) * 2017-07-11 2017-11-24 陕西科技大学 一种聚乙烯吡咯烷酮修饰纳米银线粉体的宏量制备方法
CN108907224A (zh) * 2018-06-29 2018-11-30 江汉大学 一种银纳米线放大制备的方法及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104043838A (zh) * 2014-05-14 2014-09-17 中国科学院合肥物质科学研究院 利用不同分子量的pvp及反应温度调控银纳米线长度的方法
CN103978226A (zh) * 2014-05-26 2014-08-13 熊仕显 微纳米银基材料的制备方法及微纳米银基材料
CN104289723A (zh) * 2014-09-05 2015-01-21 中国科学院合肥物质科学研究院 利用混合pvp制备小直径银纳米线的方法
CN106031950A (zh) * 2015-11-10 2016-10-19 南京工业大学 一种快速高效的超细银纳米线制备方法
CN107377991A (zh) * 2017-07-11 2017-11-24 陕西科技大学 一种聚乙烯吡咯烷酮修饰纳米银线粉体的宏量制备方法
CN108907224A (zh) * 2018-06-29 2018-11-30 江汉大学 一种银纳米线放大制备的方法及其应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111802404A (zh) * 2020-07-03 2020-10-23 王一群 纳米银复合抗菌杀毒材料
CN111802404B (zh) * 2020-07-03 2022-10-04 王一群 纳米银复合抗菌杀毒材料
CN114734053A (zh) * 2022-05-19 2022-07-12 天津宝兴威科技股份有限公司 一种快速制备纳米银线的方法和装置
CN115740434A (zh) * 2022-10-10 2023-03-07 东莞理工学院 一种银纳米线及其分离纯化方法

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