CN114985756B - 基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法 - Google Patents

基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114985756B
CN114985756B CN202210553501.7A CN202210553501A CN114985756B CN 114985756 B CN114985756 B CN 114985756B CN 202210553501 A CN202210553501 A CN 202210553501A CN 114985756 B CN114985756 B CN 114985756B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver
solution
cotton fabric
room temperature
small molecular
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.)
Active
Application number
CN202210553501.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114985756A (zh
Inventor
邢丽丽
邢铁玲
卢神州
陈国强
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.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
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 Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202210553501.7A priority Critical patent/CN114985756B/zh
Priority to PCT/CN2022/109870 priority patent/WO2023221299A1/zh
Publication of CN114985756A publication Critical patent/CN114985756A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114985756B publication Critical patent/CN114985756B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • 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
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/0547—Nanofibres or nanotubes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，将小分子酚酸作为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮作为模板剂，室温条件下还原银源制得银纳米线；通过浸渍‑轧压‑烘干法将所述银纳米线沉积到棉织物表面制备导电棉织物，所述导电棉织物的方块电阻为0.23～0.54Ω/sq。本发明的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，工艺流程简单，室温下即可进行，与多元醇法、溶剂热法等目前主要的银纳米线制备方法相比，避免了高温高压条件，绿色环保，节约能源，减少能耗；且所需设备简单，对材料尺寸无限制，设备成本低，可规模化生产。

Description

基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法
技术领域
本发明属于银纳米线技术领域，涉及一种基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法。
背景技术
目前，银纳米线的制备方法主要有紫外(UV)光照射法、模板法、溶剂热法和多元醇法等。紫外线照射法是一种光还原法，加入适当的表面活性剂作为保护剂，在紫外光照射条件下诱导银源还原的一种光还原方法。然而，只有与紫外光接触的反应物才能被触发并还原为最终产物，容易出现产物不均匀，还原效率低等问题。模板法通过控制模板的形状来调节最终产物的形状，分为硬模板法和软模板法。硬模板法具有较强的可控性，但需要预制模板，且纯化过程较为复杂，软模板法的纯化过程方便，但产品的形态难以控制。多元醇法和溶剂热法工艺简单，产率高，可规模化生产，是目前工业化生产银纳米线的主要两种方法。然而，这两种方法往往需要高温高压等条件，且大多引入大量乙二醇、丙二醇或丙三醇等易污染环境的化学试剂作为还原剂和溶剂。近年来，随着环境问题日益突出，绿色发展理念已深入人心，节能减排，绿色环保的高效益制备工艺已成为现代学者的研究热点。
CN113385686A公开了一种用有机胺盐酸盐辅助制备高长径比银纳米线的方法。将硝酸银-乙二醇溶液加入至混合溶液中，加热至110～180℃并反应2～12h后冷却至室温，收集沉淀物，获得高长径比的银纳米线；混合溶液是将聚乙烯吡咯烷酮-乙二醇溶液和有机胺盐酸盐-乙二醇溶液混合均匀得到；制备得到的银纳米线的直径尺寸主要在100～150nm，长度为80μm以上，然而，整个合成过程需要较高的温度和时间，能耗大。
CN111922359A公开了一种纯净银纳米线的制备方法。先配制A溶液(聚二烯二甲基氯化铵的乙二醇溶液)和B溶液(硝酸银的乙二醇溶液)，然后磁力搅拌下在A溶液中再滴加等体积的B溶液，将混合的溶液在室温下磁力搅拌10～20min，再加热到160～200℃，反应6～10个小时，获得产物；将产物在室温下冷却后用离心机分离，离心后的产品经过洗涤后分散在乙醇中；制备得到的银纳米线表面十分纯净具有很好的导电性和透光率。然而，长时间高温反应使得生产所耗能源多，安全隐患大，反应进程难以控制，得到的银纳米线尺寸差异较大，同时较多的有害有机溶剂的使用，有一定的环境污染。
CN113210623A公开了一种微波辅助合成可控长径比纯净银纳米线的制备方法，包括如下步骤：将乙二醇加热并与卤化物的乙二醇溶液、硝酸盐的乙二醇溶液均匀混合保温；再与硝酸银的乙二醇溶液混合，放入微波消解仪中微波以110～150℃温度加热，微波频率为300w～900w，微波时间为30～60分钟，得到的溶液洗涤离心后重新分散在溶剂中得到纯净的银纳米线。较高的微波温度带来了更多的能源消耗，经济效益不高。
因此，开发一种合成工艺简单，节能环保，不需要高压高温，在温和条件下即能合成高长径比银纳米线的方法成为了研究人员亟待突破的方向之一。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，将小分子酚酸作为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为模板剂，室温(25～30℃)条件下还原银源制得银纳米线。
作为优选的技术方案：
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，小分子酚酸为咖啡酸、阿魏酸或绿原酸。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000～1300000道尔顿。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，银源为硝酸银、溴化银或硫酸银。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，银纳米线直径为40～60nm，长度为40～60μm；通过浸渍-轧压-烘干法将所述银纳米线沉积到棉织物表面制备导电棉织物，所述导电棉织物的方块电阻为0.23～0.54Ω/sq，与现有技术相比，采用本发明的方法制得的银纳米线整理的导电棉织物的导电性能更好。
银纳米线用于棉织物导电整理的具体步骤如下：
(1)将棉织物煮炼清洗干净去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)将步骤(1)中的棉织物浸入水中室温超声处理10～20min，超声波的声空化作用使得纤维表面变得粗糙，同时也使织物交织结构中残留的空气排出，大大增强了棉织物表面的吸附作用，有利于其与银纳米线之间的接触和结合；
(3)将合成的银纳米线配置成质量浓度为6～12g/L的银纳米线水溶液，超声波分散3～5min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理20～30min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程2～3次；最后，将所得织物浸入氯化物水溶液中30～60s，并用去离子水清洗10～20s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物(制备好的导电棉织物进一步通过浸泡在氯离子溶液中，溶液中存在的氯离子和溶解氧分子，使银离子从银纳米线表面溶解并通过溶液游离到在节点处重新沉积，降低了节点电阻和棉织物表面方阻)。
步骤(3)中所述超声分散的温度为室温，超声频率为40-60KHz；所述轧去溶液时的轧余率为100～150％；所述氯化物为氯化钠、氯化钾或氯化锂，其水溶液质量分数为10～20％。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为0.5～3mol/L的银源溶液、浓度为2～3g/L的小分子酚酸水溶液以及浓度为0.01～0.05g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
(2)将银源溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，搅拌混合均匀得到混合溶液；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中加入小分子酚酸水溶液，室温下搅拌反应5～10min，然后升温至28～30℃静置反应3～4h；
(4)对步骤(3)反应后的溶液进行离心分离，取下层沉淀进行清洗，重复离心、清洗步骤2～4次，得到银纳米线。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，步骤(2)中银源溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:40～80；
步骤(3)中小分子酚酸水溶液与混合溶液体积比为7:41～81。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，步骤(2)中搅拌的速度为500～600r/min，该步骤快速搅拌是为了让银源溶液快速分散均匀，混合的时间为15～20min；
步骤(3)中搅拌的速度为100～300r/min，该步骤慢速搅拌目的是防止因搅拌过快，还原剂与银源快速接触，反应过快，一时间大量银离子被还原成银原子，并迅速团聚成大银晶核，导致最终合成的溶液中除了纳米线，还伴随着银颗粒，或者短而粗的银纳米棒出现。慢速搅拌有利于银纳米线的获得，实验中也通过控制变量法验证了这一结果。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，步骤(3)中采用滴加的方式加入小分子酚酸水溶液，滴加的速度为2.8～20mL/min。
如上所述的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，步骤(4)中所述清洗是指：先用乙醇清洗，再用去离子水清洗。
本发明的原理如下：
生物质小分子酚酸中的羧基能够很容易地从溶液里捕获带正电的Ag离子，并与其形成相对稳定的配合物。然而，由于酚酸中酚羟基具有还原性，所以被捕获在配合物中的银离子会被还原为银原子并释放。银原子开始缓慢且不均匀地成核。随着反应的不断进行，被还原的银原子越来越多，并聚集成初级银晶体。随后，聚乙烯吡咯烷酮结构中C＝O中的氧与Ag(银晶体)形成银氧键结合，由于Ag(111)晶面的表面自由能小于Ag(100)晶面，所以聚乙烯吡咯烷酮会包覆在Ag(100)晶面上，即Ag(100)面与聚乙烯吡咯烷酮形成银氧键，被覆盖住了。由于聚乙烯吡咯烷酮属于高分子链状物，所以源源不断新生成的银单质(100)面会与聚乙烯吡咯烷酮上的C＝O中氧结合，Ag(111)面会在与其它Ag(111)面相连，从而促进生成的银孪晶沿着(111)面一维线性生长，逐渐生成银纳米线。
本发明的方法可以在室温条件下制备银纳米线，这是因为：其一，现有技术中主要用乙二醇等醇类作为还原剂，相比之下，本发明中的小分子酚酸还原性更强。由于酚酸化合物结构中苯环以及苯环侧链上双键的存在，所以分子中往往会形成一个大共轭体系，且由于羧基的存在，使得共轭体系吸电子能力较大。在酚羟基C-O-H结构中，氧原子含有孤对p电子，p电子云和共轭体系中大π电子云从侧面有所重叠，由于共轭体系吸电子效应，使得氧原子上的p电子云向苯环转移，氢氧原子间的电子云向氧原子方向转移，结果酚羟基上的O-H键很容易断裂，易发生氧化，生成邻苯二醌结构。而醇羟基一般都是连在烷烃或者烯烃上，最多也就只能小范围内p-π共轭，其O-H键键能较大，很难被氧化。酚酸类化合物上酚羟基中的O-H键解离能(BED)要比乙二醇上的醇羟基解离能要小的多(常用的酚酸类化合物酚羟基上的O-H键的BED在200kJ/mol～400kJ/mol范围左右)。因此，酚酸类化合物还原性比醇类要强，更容易将金属离子还原成单质，所以无需像醇类一样需要较高的反应温度。其二，小分子酚酸中的羧基负离子通过静电络合从溶液里捕获带正电的Ag+，在共轭环和侧链双键之间的自由移位的电子受静电力的影响就会逐渐靠近Ag+，Ag+易得电子，被还原成银原子，这在一定程度上可以促进银离子在无需较高的环境能量下，快速有序的被还原。综上，本发明在无需高温的反应条件下，室温下即可制得银纳米线。
有益效果：
(1)本发明的基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法，工艺流程简单，室温下即可进行，与多元醇法、溶剂热法等目前主要的银纳米线制备方法相比，避免了高温高压条件，绿色环保，节约能源，减少能耗；
(2)本发明所用的制备方法，所需设备简单，对材料尺寸无限制，设备成本低，可规模化生产；
(3)本发明在反应混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂和保护剂，PVP的包覆作用能够防止在银离子还原成纳米银颗粒过程中银粒子的团聚。同时，PVP还作为封端剂和软模板，促进银孪晶向一维结构生长。
附图说明
图1为实施例1制得的银纳米线SEM图；
图2为实施例2制得的银纳米线TEM图；
图3为实施例3制得的银纳米线XRD图；
图4为ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测得的实施例8～11中的AgNW/棉织物导电性能和耐水洗性能测试结果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下述实施例中室温是指25℃。
实施例1
一种基于小分子酚酸(咖啡酸)室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为1mol/L的硝酸银溶液、浓度为2.4g/L的咖啡酸水溶液以及浓度为0.04g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
其中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000道尔顿；
(2)将硝酸银溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，以600r/min的速度搅拌20min混合均匀得到混合溶液；
其中，硝酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:60；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中以2.8mL/min的速度滴加咖啡酸水溶液，室温下以280r/min的速度搅拌反应5min，然后升温至28℃静置反应4h；
其中咖啡酸水溶液与混合溶液体积比为7:61；
(4)对步骤(3)反应后的溶液以5000rmp的离心速度进行离心分离，取下层沉淀先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，重复离心、清洗步骤2次，得到银纳米线；
制得的银纳米线直径为46±2nm，长度为49±3μm，其扫描电镜图如图1所示。
实施例2
一种基于小分子酚酸(咖啡酸)室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为1mol/L的硝酸银溶液、浓度为2.4g/L的咖啡酸水溶液以及浓度为0.03g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
其中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为58000道尔顿；
(2)将硝酸银溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，以600r/min的速度搅拌20min混合均匀得到混合溶液；
其中，硝酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:60；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中以2.8mL/min的速度滴加咖啡酸水溶液，室温下以280r/min的速度搅拌反应5min，然后升温至28℃静置反应3.5h；
其中咖啡酸水溶液与混合溶液体积比为7:61；
(4)对步骤(3)反应后的溶液以5000rmp的离心速度进行离心分离，取下层沉淀先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，重复离心、清洗步骤3次，得到银纳米线；
制得的银纳米线直径为50±3nm，长度为52±2μm，其透射电镜图如图2所示。
实施例3
一种基于小分子酚酸(咖啡酸)室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为1mol/L的硝酸银溶液、浓度为2.4g/L的咖啡酸水溶液以及浓度为0.02g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
其中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000道尔顿；
(2)将硝酸银溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，以600r/min的速度搅拌20min混合均匀得到混合溶液；
其中，硝酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:60；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中以2.8mL/min的速度滴加咖啡酸水溶液，室温下以280r/min的速度搅拌反应5min，然后升温至28℃静置反应3.5h；
其中咖啡酸水溶液与混合溶液体积比为7:61；
(4)对步骤(3)反应后的溶液以5000rmp的离心速度进行离心分离，取下层沉淀先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，重复离心、清洗步骤4次，得到银纳米线；
制得的银纳米线直径为54±5nm，长度为46±4μm，其X射线衍射图如图3所示。
从图3可以看出X射线衍射峰十分清晰，峰型都呈现峰窄且强度较高的特征，说明所制得的银纳米线结晶性较好；在XRD图中出现了4个明显的衍射峰，各峰值与JCPDS标准卡片中编号为04-0783对应，分别与面心立方晶系单质银(111)、(200)、(220)、(311)和(222)的晶面衍射峰对应，图中无其他杂峰存在；另外，通过图3数据可以算出(111)面峰值与(200)面峰值的相对衍射峰强度之比为4.95，大于理论的(111)面与(200)面的相对衍射峰强度2.50，同时也能看出(111)面的衍射峰强度同样远大于(220)面以及(311)面，说明在反应过程中晶体的(111)面的生长速率大于其他面的生长速率，进行一维生长得到了银纳米线。
实施例4
一种基于小分子酚酸(咖啡酸)室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为1mol/L的硝酸银溶液、浓度为2.4g/L的咖啡酸水溶液以及浓度为0.01g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
其中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为1300000道尔顿；
(2)将硝酸银溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，以600r/min的速度搅拌20min混合均匀得到混合溶液；
其中，硝酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:60；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中以2.8mL/min的速度滴加咖啡酸水溶液，室温下以280r/min的速度搅拌反应5min，然后升温至28℃静置反应4h；
其中咖啡酸水溶液与混合溶液体积比为7:61；
(4)对步骤(3)反应后的溶液以5000rmp的离心速度进行离心分离，取下层沉淀先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，重复离心、清洗步骤4次，得到银纳米线；
制得的银纳米线直径为56±2nm，长度为59±3μm。
实施例5
一种基于小分子酚酸(阿魏酸)室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为0.5mol/L的溴化银溶液、浓度为2g/L的阿魏酸水溶液以及浓度为0.05g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
其中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000道尔顿；
(2)将溴化银溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，以500r/min的速度搅拌15min混合均匀得到混合溶液；
其中，溴化银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:40；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中以10mL/min的速度滴加阿魏酸水溶液，室温下以100r/min的速度搅拌反应10min，然后升温至30℃静置反应3.5h；
其中阿魏酸水溶液与混合溶液体积比为7:41；
(4)对步骤(3)反应后的溶液以5000rmp的离心速度进行离心分离，取下层沉淀先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，重复离心、清洗步骤3次，得到银纳米线；
制得的银纳米线直径为44±3nm，长度为51±2μm。
实施例6
一种基于小分子酚酸(绿原酸)室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为2mol/L的硫酸银溶液、浓度为3g/L的绿原酸水溶液以及浓度为0.02g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
其中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000道尔顿；
(2)将硫酸银溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，以500r/min的速度搅拌15min混合均匀得到混合溶液；
其中，硫酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:80；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中以20mL/min的速度滴加绿原酸水溶液，室温下以200r/min的速度搅拌反应10min，然后升温至28℃静置反应3h；
其中绿原酸水溶液与混合溶液体积比为7:81；
(4)对步骤(3)反应后的溶液以5000rmp的离心速度进行离心分离，取下层沉淀先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，重复离心、清洗步骤4次，得到银纳米线；
制得的银纳米线直径为53±4nm，长度为47±4μm。
实施例7
一种基于小分子酚酸(阿魏酸)室温下制备银纳米线的方法，具体制备步骤如下：
(1)分别配置浓度为3mol/L的硝酸银溶液、浓度为2.4g/L的阿魏酸水溶液以及浓度为0.03g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
其中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为58000道尔顿；
(2)将硝酸银溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，以600r/min的速度搅拌20min混合均匀得到混合溶液；
其中，硝酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:60；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中以15mL/min的速度滴加阿魏酸水溶液，室温下以300r/min的速度搅拌反应5min，然后升温至30℃静置反应3h；
其中阿魏酸水溶液与混合溶液体积比为7:61；
(4)对步骤(3)反应后的溶液以5000rmp的离心速度进行离心分离，取下层沉淀先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，重复离心、清洗步骤4次，得到银纳米线；
制得的银纳米线直径为51±2nm，长度为51±3μm。
实施例8
一种银纳米线用于棉织物导电整理的方法，具体步骤如下：
(1)棉织物的清洗：
配制2g/L的皂液，浴比1:60，100℃下煮炼棉织物30min，并用去离子水清洗3次，以去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)棉织物预处理：
将步骤(1)中的棉织物剪成4×4cm块状，浸入水中室温超声处理10min；
(3)导电整理：
将实施例1合成的银纳米线配置成质量浓度为6g/L的银纳米线水溶液，并在室温下以40KHz频率超声波分散3min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理30min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程3次；最后，将所得织物浸入氯化钠水溶液中45s，并用去离子水清洗20s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
其中，轧去溶液时的轧余率为150％；氯化钠水溶液质量分数为10％；
采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试制得的导电棉织物的方块电阻，测得导电棉织物的方块电阻为0.54±0.06Ω/sq。
实施例9
一种银纳米线用于棉织物导电整理的方法，具体步骤如下：
(1)棉织物的清洗：
配制2g/L的皂液，浴比1:60，100℃下煮炼棉织物30min，并用去离子水清洗3次，以去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)棉织物预处理：
将步骤(1)中的棉织物剪成4×4cm块状，浸入水中室温超声处理10min；
(3)导电整理：
将实施例2合成的银纳米线配置成质量浓度为8g/L的银纳米线水溶液，并在室温下以50KHz频率超声波分散3min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理30min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程3次；最后，将所得织物浸入氯化钾水溶液中45s，并用去离子水清洗20s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
其中，轧去溶液时的轧余率为150％；氯化钾水溶液质量分数为10％；
采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试制得的导电棉织物的方块电阻，测得导电棉织物的方块电阻为0.33±0.09Ω/sq。
实施例10
一种银纳米线用于棉织物导电整理的方法，具体步骤如下：
(1)棉织物的清洗：
配制2g/L的皂液，浴比1:60，100℃下煮炼棉织物30min，并用去离子水清洗3次，以去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)棉织物预处理：
将步骤(1)中的棉织物剪成4×4cm块状，浸入水中室温超声处理20min；
(3)导电整理：
将实施例3合成的银纳米线配置成质量浓度为10g/L的银纳米线水溶液，并在室温下以60KHz频率超声波分散5min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理30min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程2次；最后，将所得织物浸入氯化锂水溶液中45s，并用去离子水清洗20s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
其中，轧去溶液时的轧余率为150％；氯化锂水溶液质量分数为10％；
采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试制得的导电棉织物的方块电阻，测得导电棉织物的方块电阻为0.26±0.04Ω/sq。
实施例11
一种银纳米线用于棉织物导电整理的方法，具体步骤如下：
(1)棉织物的清洗：
配制2g/L的皂液，浴比1:60，100℃下煮炼棉织物30min，并用去离子水清洗3次，以去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)棉织物预处理：
将步骤(1)中的棉织物剪成4×4cm块状，浸入水中室温超声处理20min；
(3)导电整理：
将实施例4合成的银纳米线配置成质量浓度为12g/L的银纳米线水溶液，并在室温下以60KHz频率超声波分散5min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理30min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程2次；最后，将所得织物浸入氯化钠水溶液中60s，并用去离子水清洗20s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
其中，轧去溶液时的轧余率为150％；氯化钠水溶液质量分数为10％；
采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试制得的导电棉织物的方块电阻，测得导电棉织物的方块电阻为0.23±0.02Ω/sq。
将实施例8～11制得的导电棉织物分别放入到2g/L的皂液中，并分别放入10个钢珠，于45℃下在Wash Tec-P型耐洗色牢度试验机中以15min作为一个洗涤周期，分别洗涤2次、4次、8次、10次，并采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试各导电棉织物的电阻，测试结果如图4所示；从图4可知，采用本发明所述方法制备的导电棉织物的耐洗稳定性较好。
实施例12
一种银纳米线用于棉织物导电整理的方法，具体步骤如下：
(1)棉织物的清洗：
配制2g/L的皂液，浴比1:60，100℃下煮炼棉织物30min，并用去离子水清洗3次，以去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)棉织物预处理：
将步骤(1)中的棉织物剪成4×4cm块状，浸入水中室温超声处理10min；
(3)导电整理：
将实施例5合成的银纳米线配置成质量浓度为8g/L的银纳米线水溶液，并在室温下以50KHz频率超声波分散4min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理20min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程3次；最后，将所得织物浸入氯化钾水溶液中60s，并用去离子水清洗10s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
其中，轧去溶液时的轧余率为100％；氯化钾水溶液质量分数为20％；
采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试制得的导电棉织物的方块电阻，测得导电棉织物的方块电阻为0.80±0.04Ω/sq。
实施例13
一种银纳米线用于棉织物导电整理的方法，具体步骤如下：
(1)棉织物的清洗：
配制2g/L的皂液，浴比1:60，100℃下煮炼棉织物30min，并用去离子水清洗3次，以去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)棉织物预处理：
将步骤(1)中的棉织物剪成4×4cm块状，浸入水中室温超声处理20min；
(3)导电整理：
将实施例6合成的银纳米线配置成质量浓度为10g/L的银纳米线水溶液，并在室温下以40KHz频率超声波分散4min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理25min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程2次；最后，将所得织物浸入氯化锂水溶液中45s，并用去离子水清洗15s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
其中，轧去溶液时的轧余率为120％；氯化锂水溶液质量分数为10％；
采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试制得的导电棉织物的方块电阻，测得导电棉织物的方块电阻为0.58±0.02Ω/sq。
实施例14
一种银纳米线用于棉织物导电整理的方法，具体步骤如下：
(1)棉织物的清洗：
配制2g/L的皂液，浴比1:60，100℃下煮炼棉织物30min，并用去离子水清洗3次，以去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
(2)棉织物预处理：
将步骤(1)中的棉织物剪成4×4cm块状，浸入水中室温超声处理20min；
(3)导电整理：
将实施例7合成的银纳米线配置成质量浓度为12g/L的银纳米线水溶液，并在室温下以60KHz频率超声波分散5min；将步骤(2)中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理25min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程2次；最后，将所得织物浸入氯化钠水溶液中30s，并用去离子水清洗20s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
其中，轧去溶液时的轧余率为120％；氯化钠水溶液质量分数为15％；
采用ST-2258C型多功能数字式四探针测试仪测试制得的导电棉织物的方块电阻，测得导电棉织物的方块电阻为0.33±0.02Ω/sq。

Claims (7)

1.基于小分子酚酸室温下制备的银纳米线在棉织物导电整理上的应用，其特征在于：将小分子酚酸作为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮作为模板剂，室温条件下还原银源制得银纳米线；通过浸渍-轧压-烘干法将所述银纳米线沉积到棉织物表面制备导电棉织物，所述导电棉织物的方块电阻为0.23~0.54 Ω/sq；
小分子酚酸为咖啡酸、阿魏酸或绿原酸；
基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的步骤如下：
（1）分别配置浓度为0.5~3 mol/L的银源溶液、浓度为2~3 g/L的小分子酚酸水溶液以及浓度为0.01~0.05g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液；
（2）将银源溶液加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中，搅拌混合均匀得到混合溶液；
（3）向步骤（2）得到的混合溶液中加入小分子酚酸水溶液，室温下搅拌反应5~10min，然后升温至28~30℃静置反应3~4h；
（4）对步骤（3）反应后的溶液进行离心分离，取下层沉淀进行清洗，重复离心、清洗步骤2~4次，得到银纳米线；
通过浸渍-轧压-烘干法将所述银纳米线沉积到棉织物表面制备导电棉织物的步骤如下：
（i）将棉织物煮炼清洗干净去除其表面天然及人为杂质，洗完后自然晾干；
（ii）将步骤（i）中的棉织物浸入水中室温超声处理10~20 min，超声波的声空化作用使得纤维表面变得粗糙，同时也使织物交织结构中残留的空气排出，增强了棉织物表面的吸附作用，有利于其与银纳米线之间的接触和结合；
（iii）将银纳米线配置成质量浓度为6~12 g/L的银纳米线水溶液，超声波分散3~5min；将步骤（ii）中处理后的棉织物浸渍到银纳米线溶液中，于振荡水浴锅中保持80℃处理20~30 min，取出轧去溶液，然后60℃烘箱烘干，重复浸-轧-烘的过程2~3次；最后，将所得织物浸入氯化物水溶液中30~60 s，并用去离子水清洗10~20 s，重复2次，60℃烘干得到导电棉织物；
步骤（iii）中所述超声波分散的温度为室温，超声频率为40~60 KHz；所述轧去溶液时的轧余率为100~150%；所述氯化物为氯化钠、氯化钾或氯化锂，其水溶液质量分数为10~20%。
2.根据权利要求1所述的基于小分子酚酸室温下制备的银纳米线在棉织物导电整理上的应用，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000~1300000道尔顿。
3.根据权利要求1所述的基于小分子酚酸室温下制备的银纳米线在棉织物导电整理上的应用，其特征在于，银源为硝酸银、溴化银或硫酸银。
4.根据权利要求1所述的基于小分子酚酸室温下制备的银纳米线在棉织物导电整理上的应用，其特征在于，步骤（2）中银源溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液体积比为1:40~80；
步骤（3）中小分子酚酸水溶液与混合溶液体积比为7:41~81。
5.根据权利要求1所述的基于小分子酚酸室温下制备的银纳米线在棉织物导电整理上的应用，其特征在于，步骤（2）中搅拌的速度为500~600 r/min，混合的时间为15~20 min；
步骤（3）中搅拌的速度为100~300 r/min。
6.根据权利要求1所述的基于小分子酚酸室温下制备的银纳米线在棉织物导电整理上的应用，其特征在于，步骤（3）中采用滴加的方式加入小分子酚酸水溶液，滴加的速度为2.8~20 mL/min。
7.根据权利要求1所述的基于小分子酚酸室温下制备的银纳米线在棉织物导电整理上的应用，其特征在于，步骤（4）中所述清洗是指：先用乙醇清洗，再用去离子水清洗。
CN202210553501.7A 2022-05-20 2022-05-20 基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法 Active CN114985756B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210553501.7A CN114985756B (zh) 2022-05-20 2022-05-20 基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法
PCT/CN2022/109870 WO2023221299A1 (zh) 2022-05-20 2022-08-03 基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210553501.7A CN114985756B (zh) 2022-05-20 2022-05-20 基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114985756A CN114985756A (zh) 2022-09-02
CN114985756B true CN114985756B (zh) 2023-07-28

Family

ID=83027113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210553501.7A Active CN114985756B (zh) 2022-05-20 2022-05-20 基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114985756B (zh)
WO (1) WO2023221299A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106392098A (zh) * 2016-10-10 2017-02-15 苏州经贸职业技术学院 纳米银水溶胶的制备方法及染料废水的处理方法
CN114214833A (zh) * 2021-12-09 2022-03-22 西安理工大学 基于银纳米线/石墨烯的柔性导电织物传感器的制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1236131C (zh) * 2004-02-13 2006-01-11 黄德欢 载纳米银抗菌性织物的制备方法
AU2009246081B2 (en) * 2008-05-16 2015-02-12 Ethical Solutions, Llc Green synthesis of nanometals using plant extracts and use thereof
CN103302306A (zh) * 2013-06-19 2013-09-18 东南大学 一种基于多酚还原制备功能化纳米银的方法
US20150266096A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 Blue Nano Inc. Silver nanowires with thin diameter and high aspect ratio and hydrothermal synthesis method for making the same
CN105088755A (zh) * 2015-08-22 2015-11-25 赵兵 一种纳米银粒子的制备方法及其应用
JP2019212524A (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 三菱製紙株式会社 導電材料の処理方法
CN109954887A (zh) * 2019-03-22 2019-07-02 扬州大学 一种银纳米线的制备方法
CN113385686B (zh) * 2021-06-08 2023-07-21 嘉兴学院 一种用有机胺盐酸盐辅助制备高长径比银纳米线的方法
CN113732300B (zh) * 2021-08-31 2023-10-17 中硕实业(上海)有限公司 一种含多酚化合物的银纳米线及其制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106392098A (zh) * 2016-10-10 2017-02-15 苏州经贸职业技术学院 纳米银水溶胶的制备方法及染料废水的处理方法
CN114214833A (zh) * 2021-12-09 2022-03-22 西安理工大学 基于银纳米线/石墨烯的柔性导电织物传感器的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023221299A1 (zh) 2023-11-23
CN114985756A (zh) 2022-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110289173B (zh) 细菌纤维素基柔性超级电容器电极材料及制备方法和应用
CN104495935B (zh) 一种二硫化钼纳米片层的剥离制备方法
CN109252359B (zh) 一种固体碳源原位生长碳纳米管改性碳纤维增强树脂基电磁屏蔽复合材料的制备方法
CN107585758A (zh) 一种石墨烯气凝胶及其制备方法和应用
CN104174864A (zh) 一种纳米或亚微米级银颗粒粉的制备方法
CN110519978A (zh) 一种Co-CNTs/碳纤维复合电磁屏蔽材料及其制备方法
CN102993781A (zh) 一种磁性纳米四氧化三铁改性空心玻璃微珠的制备方法
CN109665525A (zh) 一种“哑铃型”铁氮双掺杂多孔碳的制备方法
CN113680326A (zh) 一种磺酸COFs膜及其制备方法和应用
CN114985756B (zh) 基于小分子酚酸室温下制备银纳米线的方法
CN104944411A (zh) 一种采用软模板制备纳米介孔碳微球的方法
CN111842923B (zh) 一种银纳米线/生物质多孔碳电磁波吸收材料的制备方法
CN113801631B (zh) 一种MnCo2O4@ZIF-67/Ni吸波材料及其制备方法
CN102757670B (zh) 导电填料的制备方法
CN109251411A (zh) 一种高强度电磁屏蔽塑料的制备方法
CN113210623B (zh) 一种微波辅助合成可控长径比纯净银纳米线的制备方法
CN112322339B (zh) 一种原油金属螯合剂及其制备方法
CN114316363A (zh) 一种碳纳米铜修饰剂及其制备方法
CN100339305C (zh) 一种微波合成氢氧化镨纳米棒的方法
CN106571243B (zh) 一种介孔氧化铁/氧化锰/碳复合纳米材料、制备方法及其应用
CN108993605B (zh) 一种内含片状纳米ZnO的再生纤维素小球及其制备方法
CN106531460B (zh) 一种介孔氧化镍/氧化锰/碳纳米复合材料、制备方法及其应用
CN106571241B (zh) 一种介孔氧化钴/氧化锰/碳复合纳米材料、制备方法及其应用
CN111302329B (zh) 一种复合材料、复合材料制备方法以及应用
CN115206692B (zh) 甲氧基化合物与改性碳纳米管复合材料制备方法和应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant