CN112605392A - 一种制备银纳米线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：将聚乙烯吡咯烷酮水溶液、硝酸银水溶液、控制剂水溶液和抗坏血酸水溶液混合均匀，制备得到反应溶液，其中，所述反应溶液中控制剂的浓度高于硝酸银的浓度；在密闭条件下，将所述反应溶液进行水热反应，制备得到含有银纳米线的母液，对所述含有银纳米线的母液进行后续处理，得到含有银纳米线的分散液。本发明的合成方法能制备得到具有高长径比的银纳米线，且银纳米线的直径较小；且本发明采用具有强烈还原性的抗坏血酸作为还原剂，能在较低的温度下合成银纳米线。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体而言，涉及一种制备银纳米线的方法。
背景技术
银纳米线所具有的表面效应、小尺寸效应和量子隧道效应等宏观银材料所不具有的特有功能，以及纤维状特有的长径比及柔性，使得银纳米线在光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质显著提高。基于银纳米线的柔性透明电极以其高性能、低成本和易规模化生产等优势，得到了广泛的发展与应用。而超细且长径比较高的银纳米线对于提高柔性透明电极的透光率、降低其雾度和改善电极的表面粗糙度十分关键。目前由于制备超细、高长径比的银纳米线存在较大的困难，因此超细、高长径比的银纳米线价格高昂。
目前，报导合成银纳米线的方法以多元醇法为主，即以多元醇为溶剂进行合成，但多元醇法存在如下问题：(1)多元醇对原料中杂质的敏感性，而且不同多元醇原料批次的纯度直接影响银纳米线的产品规格和质量，进而影响产率和成本；(2)多元醇法制备银纳米线的反应温度都接近多元醇的沸点，一般在170℃以上，能耗高，安全隐患大，更重要的是会造成反应进程难以控制，得到的银纳米线尺寸差异较大；而银纳米线的尺寸直接影响到下游产品的质量和性能，为了保证银纳米线的纯度和线径的均一性，分离提纯的过程往往比合成反应过程更加复杂，导致后续的分离提纯过程十分复杂繁琐。此外，除了多元醇法，也有采用水热法合成制备银纳米线，但目前水热法制备的银纳米线长径的直径较粗，导致应用价值不高，且在制备过程中往往需要繁琐的晶种制备和复杂的条件控制，导致其重复性不好，无法量产。
发明内容
本发明解决的问题是银纳米线长径与直径不能兼顾，且制备银纳米线的反应温度较高的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
将聚乙烯吡咯烷酮水溶液、硝酸银水溶液、控制剂水溶液和抗坏血酸水溶液混合均匀，制备得到反应溶液，其中，所述反应溶液中控制剂的浓度高于硝酸银的浓度；
在密闭条件下，将所述反应溶液进行水热反应，制备得到含有银纳米线的母液，对所述含有银纳米线的母液进行后续处理，得到含有银纳米线的分散液。
优选地，制备所述反应溶液时，先向所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入所述硝酸银水溶液，搅拌混合均匀后，再加入所述控制剂水溶液，搅拌混合均匀，最后再加入作为还原剂的所述抗坏血酸水溶液，搅拌混合均匀，制备得到所述反应溶液。
优选地，所述硝酸银水溶液的摩尔浓度为1-20mmol/L，所述反应溶液中所述硝酸银与所述控制剂的摩尔比为1:1-3。
优选地，所述硝酸银水溶液的摩尔浓度为2-10mmol/L，所述反应溶液中所述硝酸银与所述控制剂的摩尔比为1:1.5-2.5。
优选地，所述反应溶液中硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:0.5-3，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为40000-1300000。
优选地，所述反应溶液中硝酸银与抗坏血酸的摩尔比为1:0.5-3。
优选地，所述控制剂为非氧化性氯化物，所述非氧化性氯化物为氯化钠和/或氯化钾。
优选地，将所述反应溶液进行水热反应包括：将所述反应溶液从常温升至水热反应温度，进行所述水热反应，其中，所述水热反应温度为90-150℃，所述水热反应时间为4-12h，升温速率为3-5℃/min。
优选地，所述水热反应温度为100-140℃，所述水热反应时间为6-10h。
优选地，对所述含有银纳米线的母液进行后续处理包括：将所述含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将所述分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到所述含有银纳米线的分散液。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过采用控制剂浓度高于硝酸银浓度的反应溶液，使反应溶液中的大部分银离子与控制剂中的阴离子结合形成难电离的物质，从而使反应溶液中的银离子保持极低的浓度，在水热反应过程中，浓度较低的银离子被作为还原剂的抗坏血酸还原成银原子，并优先呈一维生长，避免了反应溶液中银离子浓度过高，被抗坏血酸还原成纳米颗粒；随着还原反应对银离子的消耗，难电离的化合物为了维持电离平衡，会缓慢释放出银离子，释放出的银离子继续被抗坏血酸还原成银原子，并维持一维银纳米线的生长，从而得到具有高长径比的银纳米线，且银纳米线的直径较小；且本发明采用具有强烈还原性的抗坏血酸作为还原剂，能在较低的温度下合成银纳米线；
2、本发明通过使反应溶液中的硝酸银、控制剂和抗坏血酸的浓度达到适宜的比例，并采用适宜的水热反应温度相配合，避免银离子被还原成银纳米颗粒，得到具有较高长径比的银纳米线，且采用本发明的合成方法制得的银纳米线的直径较为均匀，其直径大部分在20-30nm，制得的银纳米线的长度可达到数十微米，其长度最高可达到36μm；
3、本发明提供的合成方法无须繁琐的晶种制备和复杂的条件控制，该合成方法简便易行，可控性较好，且与预制晶体和异质形核点这两种方法相比，生成的杂质较少，产品的纯度较高；
4、本发明提供的合成方法以水作为溶剂，不仅能提高对原料中杂质的敏感性，有利于提高产物的纯度，且不涉及溶剂直接影响银纳米线的产品规格和质量，有利于提高产物的质量，水与多元醇相比，也更加经济和环保。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备得到的银纳米线的高倍扫描电镜图；
图2为本发明实施例1中制备得到的银纳米线的低倍扫描电镜图；
图3为本发明实施例2中制备得到的银纳米线的高倍扫描电镜图；
图4为本发明实施例2中制备得到的银纳米线的低倍扫描电镜图；
图5为本发明实施例3中制备得到的银纳米线的高倍扫描电镜图；
图6为本发明实施例3中制备得到的银纳米线的低倍扫描电镜图；
图7为本发明实施例4中制备得到的银纳米线的高倍扫描电镜图；
图8为本发明实施例4中制备得到的银纳米线的低倍扫描电镜图；
图9为本发明实施例5中制备得到的银纳米线的高倍扫描电镜图；
图10为本发明实施例5中制备得到的银纳米线的低倍扫描电镜图；
图11为本发明实施例6中制备得到的银纳米线的高倍扫描电镜图；
图12为本发明实施例6中制备得到的银纳米线的低倍扫描电镜图。
具体实施方式
目前采用水热法合成银纳米线主要是通过加入浓度较低的控制剂，或者预制晶种，使大部分的银离子在自由状态下被还原，加入的浓度较低的控制剂在溶液中先与银离子形成少量难电离的物质，可以为银纳米线的生长提供异质形核点，之后处于自由状态下的银离子被还原剂还原，在异质形核点上继续生长，生成银纳米线；采用预制晶种的方法与引入异质形核点的目的相同，都是为了控制被还原的银原子在特定位点沉积并呈一维生长，但不论是引入异质形核点还是预制晶种，在反应溶液中具有较高浓度银离子的情况下，均匀形核过程难以避免，从而导致颗粒杂质的形成过程难以控制，也难以保证银纳米线只呈一维方向生长，导致银纳米的直径较粗。且目前的水热合成方法主要使用葡萄糖作为还原剂，葡萄糖在碱性条件下具有较强的还原性，可在常温下将银离子还原为微米或纳米颗粒，但在适宜生长银纳米线的中性条件下还原性很弱，导致使用葡萄糖作还原剂合成银纳米线需要较高的温度和较长的保温时间。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外，术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。
本发明的实施例提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
将聚乙烯吡咯烷酮水溶液、硝酸银水溶液、控制剂水溶液和抗坏血酸水溶液混合均匀，制备得到反应溶液，其中，反应溶液中控制剂的浓度高于硝酸银的浓度；
在密闭条件下，将反应溶液进行水热反应，制备得到含有银纳米线的母液，对含有银纳米线的母液进行后续处理，得到含有银纳米线的分散液。
本发明的实施例通过采用控制剂浓度高于硝酸银浓度的反应溶液，使反应溶液中的大部分银离子与控制剂中的阴离子结合形成难电离的物质，从而使反应溶液中的银离子保持极低的浓度，在水热反应过程中，浓度较低的银离子被具有强还原性的抗坏血酸还原成银原子，并优先呈一维生长，而不依赖预制的晶种或异质形核点，也避免了反应溶液中银离子浓度过高，被抗坏血酸还原成纳米颗粒；随着还原反应对银离子的消耗，难电离的化合物为了维持电离平衡，会缓慢释放出银离子，释放出的银离子继续被抗坏血酸还原成银原子，并维持一维银纳米线的生长，从而得到具有高长径比的银纳米线，且银纳米线的直径较小。且本发明的实施例中采用具有强烈还原性的抗坏血酸作为还原剂，能在较低的温度下合成银纳米线。
具体地，本发明的实施例提供的制备银纳米线的方法，还包括：以蒸馏水为溶剂，配制聚乙烯吡咯烷酮水溶液、硝酸银水溶液、控制剂水溶液和抗坏血酸水溶液。
本发明的实施例中，以蒸馏水作为溶剂配制反应溶液，蒸馏水不仅能提高对原料中杂质的敏感性，有利于提高产物的纯度，且不涉及不同批次的蒸馏水直接影响银纳米线的产品规格和质量，有利于提高产物的质量，蒸馏水与多元醇相比，也更加经济和环保。
具体地，制备反应溶液时，先向聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入硝酸银水溶液，搅拌混合均匀后，再加入控制剂水溶液，搅拌混合均匀，最后再加入作为还原剂的抗坏血酸水溶液，搅拌混合均匀，制备得到反应溶液。
在制备反应溶液时，通过调整各原料的加入顺序，以保证聚乙烯吡咯烷酮能充分包覆银离子，以避免后续银纳米线烧损和团聚，再向聚乙烯吡咯烷酮水溶液和硝酸银水溶液的混合液中加入控制剂水溶液，以保证反应溶液中自由态的银离子保持极低的浓度，以避免大部分自由态的银离子直接与抗坏血酸结合，或者直接被抗坏血酸还原。
其中，硝酸银水溶液的摩尔浓度为1-20mmol/L，反应溶液中硝酸银与控制剂的摩尔比为1:1-3。
为了平衡银离子的释放速度和还原速度，从而制备得到长径比更均匀的银纳米线，并提高产物的纯度，优选地，硝酸银水溶液的摩尔浓度为2-10mmol/L，反应溶液中硝酸银与控制剂的摩尔比为1:1.5-2.5。
反应溶液中硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:0.5-3。
为了能使聚乙烯吡咯烷酮更好的包覆银纳米线避免银纳米线烧损，并使银纳米线充分分散，以及避免聚乙烯吡咯烷酮浓度过高抑制银纳米线的生长和增加后续提纯的难度，优选地，反应溶液中硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:1-1.5。
其中，聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为40000-1300000。优选地，聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为360000。
反应溶液中硝酸银与抗坏血酸的摩尔比为1:0.5-3。
为了能保证反应溶液中的银离子能充分被还原，并使控制银纳米线更好的进行一维生长，优选地，反应溶液中硝酸银与抗坏血酸的摩尔比为1:1-2。
控制剂为非氧化性氯化物。优选地，控制剂为氯化钠和/或氯化钾。
将反应溶液进行水热反应包括：将反应溶液从常温升至水热反应温度，进行水热反应，其中，水热反应温度为90-150℃，水热反应时间为4-12h，升温速率为3-5℃/min。
通过控制反应溶液的水热反应温度和升温速率，以保证在水热反应过程中，缓慢的释放银离子，使银纳米线能更均匀的向维持一维方向生长，并抑制杂质的生成。
为了提高反应产物的纯度，减少杂质的生成，优选地，水热反应温度为100-140℃，水热反应时间为6-10h。
制备得到含有银纳米线的母液后，将含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到含有银纳米线的分散液。
为了对本发明进行进一步详细说明，下面将结合具体实施例对本发明进行进一步说明。本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；本发明中的实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为市场购买所得。
实施例1
本实施例提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
1.1以蒸馏水为溶剂，分别配制浓度为100mmol/L的硝酸银水溶液、浓度为100mmol/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液(其中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为360000)、浓度为100mmol/L的抗坏血酸水溶液以及浓度为100mmol/L的氯化钠水溶液；
1.2在常温下，依次向烧杯中加入3.875mL蒸馏水、0.25mL聚乙烯吡咯烷酮水溶液、0.25mL硝酸银水溶液、0.375mL氯化钠水溶液和0.25mL抗坏血酸水溶液，依次搅拌烧杯中的溶液直至混合均匀，得到反应溶液；
1.3将反应溶液转移至具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中，再以升温速率为4℃/min，将不锈钢水热反应釜内的反应溶液从常温升至130℃进行水热反应，水热反应时间为6h，水热反应完后，将水热反应产物自然冷却至常温，得到含有银纳米线的母液；将含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到含有银纳米线的分散液。
将本实施例中得到的含有银纳米线的分散液滴涂在抛光硅片上，并进行形貌分析，得到图1和图2。图1为实施例1中制得的银纳米线的高倍(放大倍数为200000倍)扫描电镜图，图2为实施例1中制得的银纳米线的低倍(放大倍数为10000倍)扫描电镜图。由图1和图2可以看出，产物以银纳米线为主，但也含有少量的银纳米颗粒杂质，但并未在产物中发现氯化银颗粒，说明反应溶液中的银离子已全部被还原，本实施例的制备方法具有较高的产率。由图1可以看出，制得的银纳米线的直径较为均匀，且直径基本在25nm左右。由图2可以看出，制得的银纳米线的长度较长，可达到数十微米，在本实施例中银纳米线的长度最高可达到19μm。
实施例2
本实施例提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
2.1以蒸馏水为溶剂，分别配制浓度为100mmol/L的硝酸银水溶液、浓度为100mmol/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液(其中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为360000)、浓度为100mmol/L的抗坏血酸水溶液以及浓度为100mmol/L的氯化钠水溶液；
2.2在常温下，依次向烧杯中加入1.625mL蒸馏水、0.75mL聚乙烯吡咯烷酮水溶液、0.75mL硝酸银水溶液、1.125mL氯化钠水溶液和0.75mL抗坏血酸水溶液，依次搅拌烧杯中的溶液直至混合均匀，得到反应溶液；
2.3将反应溶液转移至具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中，再以升温速率为5℃/min，将不锈钢水热反应釜内的反应溶液从常温升至120℃进行水热反应，水热反应时间为8h，水热反应完后，将水热反应产物自然冷却至常温，得到含有银纳米线的母液；将含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到含有银纳米线的分散液。
将本实施例中得到的含有银纳米线的分散液滴涂在抛光硅片上，并进行形貌分析，得到图3和图4。图3为实施例2中制得的银纳米线的高倍(放大倍数为200000倍)扫描电镜图，图4为实施例2中制得的银纳米线的低倍(放大倍数为10000倍)扫描电镜图。由图3和图4可以看出，产物以银纳米线为主，但也含有少量的银纳米颗粒杂质，以及部分尚未被还原的氯化银颗粒，本实施例中的产率低于实施例1中的产率。由图3可以看出，制得的银纳米线的直径较为均匀，且直径基本在25-40nm之间。由图4可以看出，制得的银纳米线的长度较长，可达到数十微米，在本实施例中银纳米线的长度最高可达到36μm。
实施例3
本实施例提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
3.1以蒸馏水为溶剂，分别配制浓度为100mmol/L的硝酸银水溶液、浓度为100mmol/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液(其中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为360000)、浓度为100mmol/L的抗坏血酸水溶液以及浓度为100mmol/L的氯化钠水溶液；
3.2在常温下，依次向烧杯中加入3.75mL蒸馏水、0.25mL聚乙烯吡咯烷酮水溶液、0.25mL硝酸银水溶液、0.5mL氯化钠水溶液和0.25mL抗坏血酸水溶液，依次搅拌烧杯中的溶液直至混合均匀，得到反应溶液；
3.3将反应溶液转移至具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中，再以升温速率为4℃/min，将不锈钢水热反应釜内的反应溶液从常温升至110℃进行水热反应，水热反应时间为8h，水热反应完后，将水热反应产物自然冷却至常温，得到含有银纳米线的母液；将含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到含有银纳米线的分散液。
将本实施例中得到的含有银纳米线的分散液滴涂在抛光硅片上，并进行形貌分析，得到图5和图6。图5为实施例3中制得的银纳米线的高倍(放大倍数为200000倍)扫描电镜图，图6为实施例3中制得的银纳米线的低倍(放大倍数为10000倍)扫描电镜图。由图5和图6可以看出，产物以银纳米线为主，但也含有少量的银纳米颗粒杂质，并出现了少量粗大的不规则纳米棒和纳米片，虽然反应溶液中的银离子全部被还原，但本实施例中的产率低于实施例1中的产率。由图5可以看出，制得的银纳米线的直径较为均匀，且直径基本在20-30nm之间。由图6可以看出，制得的银纳米线的长度较长，可达到数十微米，在本实施例中银纳米线的长度最高可达到25μm。
实施例4
本实施例提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
4.1以蒸馏水为溶剂，分别配制浓度为100mmol/L的硝酸银水溶液、浓度为100mmol/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液(其中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为360000)、浓度为100mmol/L的抗坏血酸水溶液以及浓度为100mmol/L的氯化钠水溶液；
4.2在常温下，依次向烧杯中加入0.75mL蒸馏水、0.5mL聚乙烯吡咯烷酮水溶液、0.5mL硝酸银水溶液、0.75mL氯化钠水溶液和2.5mL抗坏血酸水溶液，依次搅拌烧杯中的溶液直至混合均匀，得到反应溶液；
4.3将反应溶液转移至具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中，再以升温速率为3℃/min，将不锈钢水热反应釜内的反应溶液从常温升至90℃进行水热反应，水热反应时间为8h，水热反应完后，将水热反应产物自然冷却至常温，得到含有银纳米线的母液；将含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到含有银纳米线的分散液。
将本实施例中得到的含有银纳米线的分散液滴涂在抛光硅片上，并进行形貌分析，得到图7和图8。图7为实施例4中制得的银纳米线的高倍(放大倍数为200000倍)扫描电镜图，图8为实施例4中制得的银纳米线的低倍(放大倍数为5000倍)扫描电镜图。由图7和图8可以看出，产物以银纳米线为主，但含有大量的银纳米颗粒杂质，但本实施例中的产率低于实施例1中的产率。由图7可以看出，制得的银纳米线的直径较为均匀，且直径基本在20-35nm之间。由图8可以看出，制得的银纳米线的长度较长，可达到数十微米，在本实施例中银纳米线的长度最高可达到17μm。
实施例5
本实施例提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
5.1以蒸馏水为溶剂，分别配制浓度为100mmol/L的硝酸银水溶液、浓度为100mmol/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液(其中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为360000)、浓度为100mmol/L的抗坏血酸水溶液以及浓度为100mmol/L的氯化钠水溶液；
5.2在常温下，依次向烧杯中加入4.4mL蒸馏水、0.1mL聚乙烯吡咯烷酮水溶液、0.1mL硝酸银水溶液、0.3mL氯化钠水溶液和0.1mL抗坏血酸水溶液，依次搅拌烧杯中的溶液直至混合均匀，得到反应溶液；
5.3将反应溶液转移至具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中，再以升温速率为4℃/min，将不锈钢水热反应釜内的反应溶液从常温升至120℃进行水热反应，水热反应时间为6h，水热反应完后，将水热反应产物自然冷却至常温，得到含有银纳米线的母液；将含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到含有银纳米线的分散液。
将本实施例中得到的含有银纳米线的分散液滴涂在抛光硅片上，并进行形貌分析，得到图9和图10。图9为实施例5中制得的银纳米线的高倍(放大倍数为200000倍)扫描电镜图，图10为实施例5中制得的银纳米线的低倍(放大倍数为5000倍)扫描电镜图。由图9和图10可以看出，产物以银纳米线为主，但也含有大量的银纳米颗粒杂质，并出现了少量粗大的不规则纳米棒和纳米片，以及少量尚未被还原的氯化银颗粒，本实施例中的产率低于实施例1中的产率。由图9可以看出，制得的银纳米线的直径较为均匀，且直径基本在20-30nm之间。由图10可以看出，制得的银纳米线的长度较长，可达到数十微米，在本实施例中银纳米线的长度最高可达到26μm。
实施例6
本实施例提供了一种制备银纳米线的方法，包括如下步骤：
6.1以蒸馏水为溶剂，分别配制浓度为100mmol/L的硝酸银水溶液、浓度为100mmol/L的聚乙烯吡咯烷酮水溶液(其中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为360000)、浓度为100mmol/L的抗坏血酸水溶液以及浓度为100mmol/L的氯化钠水溶液；
6.2在常温下，依次向烧杯中加入3.25mL蒸馏水、0.25mL聚乙烯吡咯烷酮水溶液、0.25mL硝酸银水溶液、0.75mL氯化钠水溶液和0.5mL抗坏血酸水溶液，依次搅拌烧杯中的溶液直至混合均匀，得到反应溶液；
6.3将反应溶液转移至具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中，再以升温速率为4℃/min，将不锈钢水热反应釜内的反应溶液从常温升至110℃进行水热反应，水热反应时间为6h，水热反应完后，将水热反应产物自然冷却至常温，得到含有银纳米线的母液；将含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到含有银纳米线的分散液。
将本实施例中得到的含有银纳米线的分散液滴涂在抛光硅片上，并进行形貌分析，得到图11和图12。图11为实施例6中制得的银纳米线的高倍(放大倍数为200000倍)扫描电镜图，图12为实施例6中制得的银纳米线的低倍(放大倍数为5000倍)扫描电镜图。由图11和图12可以看出，产物以银纳米线为主，但也含有大量的银纳米颗粒杂质，并出现了少量粗大的不规则纳米棒和纳米片，本实施例中的产率低于实施例1中的产率。由图11可以看出，制得的银纳米线的直径较为均匀，且直径基本在20-40nm之间。由图12可以看出，制得的银纳米线的长度较长，可达到数十微米，在本实施例中银纳米线的长度最高可达到27μm。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种制备银纳米线的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚乙烯吡咯烷酮水溶液、硝酸银水溶液、控制剂水溶液和抗坏血酸水溶液混合均匀，制备得到反应溶液，其中，所述反应溶液中控制剂的浓度高于硝酸银的浓度；
在密闭条件下，将所述反应溶液进行水热反应，制备得到含有银纳米线的母液，对所述含有银纳米线的母液进行后续处理，得到含有银纳米线的分散液。
2.根据权利要求1所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，制备所述反应溶液时，先向所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中加入所述硝酸银水溶液，搅拌混合均匀后，再加入所述控制剂水溶液，搅拌混合均匀，最后再加入作为还原剂的所述抗坏血酸水溶液，搅拌混合均匀，制备得到所述反应溶液。
3.根据权利要求1所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，所述硝酸银水溶液的摩尔浓度为1-20mmol/L，所述反应溶液中所述硝酸银与所述控制剂的摩尔比为1:1-3。
4.根据权利要求3所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，所述硝酸银水溶液的摩尔浓度为2-10mmol/L，所述反应溶液中所述硝酸银与所述控制剂的摩尔比为1:1.5-2.5。
5.根据权利要求1所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，所述反应溶液中硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:0.5-3，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为40000-1300000。
6.根据权利要求1所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，所述反应溶液中硝酸银与抗坏血酸的摩尔比为1:0.5-3。
7.根据权利要求1所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，所述控制剂为非氧化性氯化物，所述非氧化性氯化物为氯化钠和/或氯化钾。
8.根据权利要求1所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，将所述反应溶液进行水热反应包括：将所述反应溶液从常温升至水热反应温度，进行所述水热反应，其中，所述水热反应温度为90-150℃，所述水热反应时间为4-12h，升温速率为3-5℃/min。
9.根据权利要求8所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，所述水热反应温度为100-140℃，所述水热反应时间为6-10h。
10.根据权利要求1所述的制备银纳米线的方法，其特征在于，所述对所述含有银纳米线的母液进行后续处理包括：将所述含有银纳米线的母液用蒸馏水稀释后，通过离心分离后，得到分离产物，将所述分离产物经过清洗后，分散在蒸馏水中，得到所述含有银纳米线的分散液。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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