CN114472914B - 一种多枝状银纳米线的制备方法 - Google Patents

一种多枝状银纳米线的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：(1)将MXene‑Ti3C2粉末加入到乙醇溶液中，然后超声分散，得到溶液A；将硝酸银加入水中溶解，得到溶液B；(2)将溶液B加入到溶液A中，静置，即可在混合溶液中获得多枝状银纳米线。本发明制备方法可以简便快捷的制备多枝状银纳米线，无需升温，无需银颗粒和银纳米线的分离，是现在主流的多元醇方法无法制备的，本方法采用MXene‑Ti3C2作为还原剂，采用乙醇来进行形貌调控，可以实现多枝状银纳米线制备。本制备方法简单，无需银纳米线和银颗粒的分离，此外银纳米线为多枝状，拉伸过程中可以提供丰富的导电通路，有利于提升复合材料的可拉伸导电性能。

Description

一种多枝状银纳米线的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米功能材料领域，具体涉及一种多枝状银纳米线的制备方法
背景技术
柔性可拉伸导电材料具有良好的柔性和高的电导率，在智能穿戴、人体健康监测等领域有着重要的应用。采用高分子材料和导电填料复合是制备柔性可拉伸导电材料的主要方法，其中高分子材料赋予其良好的柔性，导电填料可以实现高的电导率。导电填料的性能及其分布对柔性可拉伸导电材料起着决定性的作用。
金属银具有优异的电导率，是导电填料的重要候选材料。银纳米线以其高的长径比，优异的电导率成为导电填料的优选材料，然而，银纳米线的制备方法繁杂，产率较低，产物溶液中银纳米线和银颗粒的分离较为困难，制备过程产生大量废水。
现有的银纳米线主要采用多元醇方法进行制备，制备过程较为复杂，反应温度需要精确控制，反应产物中不仅存在银纳米线，还包含大量的银纳米颗粒，银纳米线表面包覆了一层聚乙烯吡咯烷酮，严重影响电导率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种多枝状银纳米线的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)将MXene-Ti3C2粉末加入到乙醇溶液中，然后超声分散，得到溶液A；将硝酸银加入水中溶解，得到溶液B；经过HF刻蚀形成的Ti3C2粉末中存在低价态的Ti3+，其具有较强的还原特性，是其可以还原硝酸银形成多枝状银纳米线的主要原因。
(2)将溶液B加入到溶液A中，静置，即可在混合溶液中获得多枝状银纳米线。
本发明制备方法可以简便快捷的制备多枝状银纳米线，无需升温，无需银颗粒和银纳米线的分离，是现在主流的多元醇方法无法制备的，本方法采用MXene-Ti3C2作为还原剂，采用乙醇来进行形貌调控，可以实现多枝状银纳米线制备。Ti3C2与硝酸银反应后，获得的是多枝状银纳米线溶液。该多枝状银纳米线溶液的后续使用根据不同的使用请用要求采用不同的处理方法。如果需要使用溶液就直接使用，如果需要使用粉末就通过冷冻干燥制备。这主要是由于Ti3C2的Ti会与银合金化，形成主相为银的银钛合金。还有部分很少的Ti可能形成TiO2，C会形成CO2跑掉。所以多枝状银纳米线存在于溶液中杂质很少。
进一步地，所述乙醇溶液的体积浓度为70～95％。
更进一步地，所述乙醇溶液的体积浓度为95％。
进一步地，步骤(1)中，所述MXene-Ti3C2粉末与乙醇溶液的质量体积比为0.6g：8～14mL。发明人通过研究发现，乙醇的加入量与形成的多枝状银纳米线的粗细存在关系。对于银纳米线来说，长径比越大越有利于其拉伸过程中维持导电性能。
更进一步地，所述Mxene-Ti3C2粉末与乙醇溶液的质量体积比为0.6g：14mL。
进一步地，步骤(1)中，超声分散时间为10-60s。更优选的，超声分散时间为30s。
进一步地，步骤(1)中，所述硝酸银与MXene-Ti3C2粉末的质量比为(1～5)：1。
更进一步地，步骤(1)中，所述乙醇与水的体积比为(0.67～8)：1。
进一步地，步骤(1)中，静置时间不少于48h。
第二方面，本发明还提供上述制备方法制得的多枝状银纳米线。
现有的银纳米线主要采用多元醇方法进行制备，制备过程较为复杂，温度控制需要精确，反应产物中不仅存在银纳米线，还包含大量的银纳米颗粒，银纳米线表面包覆了一层聚乙烯吡咯烷酮严重影响电导率。本发明所述方法可高效制备出具有多枝状的银纳米线材料，可以有效解决上述问题；此种形貌的多枝状银纳米线的合成尚属首次，而且制备方法简单，无需银纳米线和银颗粒的分离，此外银纳米线位多枝状，拉伸过程中可以提供丰富法导电通路，有利于提升复合材料的性能。对柔性可拉伸导电材料的制备具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备得到的多枝状银纳米线的显微结构。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)取迈克烯MXene-Ti3C2陶瓷粉末(市售商品)0.6g，将其分散在14mL体积浓度为95％的乙醇溶液中，然后将其放入超声波清洗剂进行超声分散30s，得到溶液A。将0.6g硝酸银粉末溶于6mL去离子水中，待其完全溶解，得到溶液B。
(2)将溶液B全部倒入溶液A中，将混合溶液放置在没有震动的地方。经过48h后，即可在溶液中获得具有多枝状的银纳米线。
实施例2
本发明所述一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)取迈克烯MXene-Ti3C2陶瓷粉末(市售商品)0.6g，将其分散在12mL体积浓度为95％的乙醇溶液中，然后将其放入超声波清洗剂进行超声分散30s，得到溶液A。将0.6g硝酸银粉末溶于8mL去离子水中，待其完全溶解，得到溶液B。
(2)将溶液B全部倒入溶液A中，将混合溶液放置在没有震动的地方。经过48h后，即可在溶液中获得具有多枝状的银纳米线。
实施例3
本发明所述一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)取迈克烯MXene-Ti3C2陶瓷粉末(市售商品)0.6g，将其分散在10mL体积浓度为95％的乙醇溶液中，然后将其放入超声波清洗剂进行超声分散30s，得到溶液A。将1.2g硝酸银粉末溶于10mL去离子水中，待其完全溶解，得到溶液B。
(2)将溶液B全部倒入溶液A中，将混合溶液放置在没有震动的地方。经过48h后，即可在溶液中获得具有多枝状的银纳米线。
实施例4
本发明所述一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)取迈克烯Mxene-Ti3C2陶瓷粉末(市售商品)0.6g，将其分散在8mL体积浓度为95％的乙醇溶液中，然后将其放入超声波清洗剂进行超声分散30s，得到溶液A。将1.2g硝酸银粉末溶于12mL去离子水中，待其完全溶解，得到溶液B。
(2)将溶液B全部倒入溶液A中，将混合溶液放置在没有震动的地方。经过48h后，即可在溶液中获得具有多枝状的银纳米线。
实施例5
本发明所述一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)取迈克烯Mxene-Ti3C2陶瓷粉末(市售商品)0.6g，将其分散在14mL体积浓度为95％的乙醇溶液中，然后将其放入超声波清洗剂进行超声分散30s，得到溶液A。将1.8g硝酸银粉末溶于6mL去离子水中，待其完全溶解，得到溶液B。
(2)将溶液B全部倒入溶液A中，将混合溶液放置在没有震动的地方。经过48h后，即可在溶液中获得具有多枝状的银纳米线。
实施例6
本发明所述一种多枝状银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)取迈克烯Mxene-Ti3C2陶瓷粉末(市售商品)0.6g，将其分散在12mL体积浓度为95％的乙醇溶液中，然后将其放入超声波清洗剂进行超声分散30s，得到溶液A。将2.0g硝酸银粉末溶于8mL去离子水中，待其完全溶解，得到溶液B。
(2)将溶液B全部倒入溶液A中，将混合溶液放置在没有震动的地方。经过48h后，即可在溶液中获得具有多枝状的银纳米线。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将MXene-Ti3C2粉末加入到乙醇溶液中，然后超声分散，得到溶液A；将硝酸银加入水中溶解，得到溶液B；
(2)将溶液B加入到溶液A中，静置，即可在混合溶液中获得多枝状银纳米线。
2.根据权利要求1所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，所述乙醇溶液的体积浓度为70～95％。
3.根据权利要求2所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，所述乙醇溶液的体积浓度为95％。
4.根据权利要求1所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述MXene-Ti3C2粉末与乙醇溶液的质量体积比为0.6g：8～16mL。
5.根据权利要求4所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，所述MXene-Ti3C2粉末与乙醇溶液的质量体积比为0.6g：14mL。
6.根据权利要求1所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，超声分散时间为10-60s。
7.根据权利要求1所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硝酸银与MXene-Ti3C2粉末的质量比为(1～5)：1。
8.根据权利要求1所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇与水的体积比为(0.67～8)：1。
9.根据权利要求1所述的多枝状银纳米线的制备方法，其特征在于，所述静置时间不少于48h。
10.一种如权利要求1～9任一项所述制备方法制得的多枝状银纳米线。
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