CN115026299B - 一种纳米银线连续流宏量制备方法 - Google Patents

一种纳米银线连续流宏量制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米银线连续流宏量制备方法，包括：分别配置NaCl溶液和AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，向NaCl溶液中加入改性聚乙基烯吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液；将A溶液和B溶液分别装入纳米银线连续流宏量制备装置的进样器中，分别将A溶液和B溶液泵入至搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入加热管中进行加热，反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；将产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的故土进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品。本发明使用纳米银线连续流宏量制备装置制备纳米银线，实现了对混合液等梯度温度控制反应，提高了纳米银线的产品质量。

Description

一种纳米银线连续流宏量制备方法
技术领域
本发明属于纳米银线制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种纳米银线连续流宏量制备方法。
背景技术
纳米银线是一种重要的纳米材料，具有稳定的物理化学性质，具有良好的额力学性能、光学性能、磁学性能、热血性能和催化特性等，因而在微电子、光电、催化、抗菌和生物工程等领域具广泛的运用。例如，由于纳米银线具有高导电率和高透光性，在太阳能光伏领域通常用作制备导电银浆的原料，进而制备得到太阳能电池的正电极和背电极，或者制备晶体硅、PET表面的导电薄片；在微生物领域，纳米银线还是一种良好的空气和水的净化物质，无菌设备和食品保鲜等方面也被广泛运用；在化学和热力学领域，纳米银线可用作催化剂或者感应元件材料，也可用作导电胶、糊剂和聚合剂。
由于纳米银线的优点众多，运用范围广泛，因而目前对纳米银线的需求量也日益增长。现有的纳米银线制备方法繁多且工序普遍复杂，最为普遍的方法是采用硝酸溶液和卤素混合，并用强还原性醇或其他还原剂还原银离子，或者结合电化学沉积银离子，进而得到单质银，在相应模板下结合离心、喷雾干燥得到纳米银线。这种纳米银线的生产方式使用的设备较为庞杂且成本较为高昂，生产工艺复杂，过程控制性差，制备过程中由于纳米银线的分散性差，因而生产的纳米银线产品成品率差且，纳米银线的长径比低，这就导致了生产处的纳米银线合格率低。
因此，为了得到成本低廉、分散性高、长径比大的纳米银线，需要对纳米银线的制备工艺和制备装置进行改进。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种纳米银线连续流宏量制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别配置NaCl溶液和AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，随后向NaCl溶液中加入改性聚乙基烯吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液；
步骤二、将A溶液和B溶液分别装入纳米银线连续流宏量制备装置的进料器中，设定加热温度，使纳米银线连续流宏量制备装置的反应器加热至一定温度，设定A溶液和B溶液的通入流量，分别将A溶液和B溶液通入至反应器下方的搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入至反应器的加热管中进行加热反应，随后反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；
步骤三、将步骤二得到的产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的固体进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品。
优选的是，其中，所述步骤一中，NaCl溶液的浓度10~150mM，AgNO3溶液的浓度为0.1~1.5M，改性聚乙基烯吡咯烷酮的浓度为10~100mg/mL；丙三醇、改性聚乙基烯吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积比为8：10:0.5~1.5：0.5~1.2。
优选的是，其中，所述步骤一中，NaCl溶液的浓度100mM，AgNO3溶液的浓度为1M，改性聚乙基烯吡咯烷酮的浓度为60mg/mL；丙三醇、改性聚乙基烯吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积比为8：10:1：0.93。
优选的是，其中，所述步骤二中，设定的加热温度为110~220℃，A溶液和B溶液的通入流速为150~300uL/min，混合液在反应器中的反应时间为10~30min。
优选的是，其中，所述改性聚乙基烯吡咯烷酮的制备方法包括以下步骤：
步骤S11、按重量份，称取40~110份的聚乙烯基吡咯烷酮，3~11份甘氨酸钠碳酸盐，1~5份聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物、1~7份瓜尔胶和200~400份乙二醇；
步骤S12、将瓜尔胶溶解于冷水中，配置得到60g/L的瓜尔胶溶液；将聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物和浓硫酸投入至乙二醇中，缓慢搅拌，水浴加热至80~110℃并保温，聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物在乙二醇中发生酯化反应，反应时间为20~50min；得到酯化混合溶液，将瓜尔胶溶液倒入至酯化混合溶液中，磁力搅拌10~15min，转速为120~200r/min，得到酯化混合浆液；
步骤S13、向酯化混合浆液中加入氢氧化钠，调节pH至7~9，将聚乙烯基吡咯烷酮粉末和甘氨酸钠碳酸盐粉末混合均匀后投入至酯化混合浆液中，磁力搅拌20~40min，转速为160~250r/min，聚乙烯基吡咯烷酮和甘氨酸钠碳酸盐在碱性乙二醇中进行混合改性，得到改性分散剂粗液，对改性分散剂粗液进行蒸发浓缩，使改性聚乙烯基吡咯烷酮的浓度达到10~100mg/mL，得到改性聚乙烯基吡咯烷酮。
优选的是，其中，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量为6000~28000，所述步骤S13的蒸发浓缩温度为195~210℃。
优选的是，其中，所述步骤二中使用的纳米银线连续流宏量制备装置的结构包括：
机架，其上分别设置有第一进料器和第二进料器；所述第一进料器和第二进料器分别通过进料软管共同连接有反应器，所述反应器通过收集软管连接有收集罐，所述反应器和收集罐均设置在机架上；
所述进料软管上分别安装有流量控制器；
所述反应器的底部设置有混合腔，所述进料软管与混合腔连通，所述混合腔安装有搅拌机构，所述混合腔的上方设置有泵机，所述泵机的上方设置有加热腔，所述加热腔上竖直设置有多根加热管，所述加热管的底部与混合腔连通，所述加热管的下端与泵机和混合腔连通，所述加热管的上端与收集软管连通；
所述反应器上设置有加热介质进口和加热介质出口，所述加热介质进口与加热介质出口在反应器上同侧设置，且加热介质进口位于加热介质出口的上方。
优选的是，其中，所述反应器内部设置有多个扰流板，所述扰流板固定在加热管的外部，且多个扰流板在竖直方向上呈交错布置，所述扰流板上设置有用于流通加热介质的通孔；
所述加热介质为二甲基硅油。
优选的是，其中，所述加热管的上端与收集软管之间设置有圆锥腔体，所述圆锥腔体分别与加热管和收集软管连通。
优选的是，其中，所述搅拌机构的结构包括：
搅拌电机，其固定安装在所述混合腔的下方，所述搅拌电机的电机轴设置在混合腔的内部；
搅拌片，其安装在所述电机轴的上端；
两个搅拌柱，其分别竖直安装在所述搅拌片的两端。
本发明至少包括以下有益效果：本发明提供了一种纳米银线连流量宏量制备方法，实现了对纳米银线的连续宏量制备，并且在制备过程中通过使用纳米银线连续流宏量制备装置，实现了对混合液反应过程中的等梯度温度控制加热，使得混合液由下向上运动过程中，受到的加热温度逐渐升高，反应更为彻底，从而提高了反应产率和纳米银线的产品质量；
本发明在制备纳米银线的过程中，使用丙三醇作为还原剂，将混合液中的银离子还原为银单质，并且使用改性聚乙基烯吡咯烷酮作为分散剂和模板剂，提高了混合溶液中银的分散性，为纳米银线的长方向生长提供了稳定的约束模板，使纳米银线的生长总体可控，从而制备的得到了长径比高的纳米银线；
本发明使用的改性聚乙基烯吡咯烷酮采用共混改性的方法，先将瓜尔胶溶液和酯化混合溶液混合，增加酯化混合溶液的稠度，再将聚乙烯基吡咯烷酮粉末和甘氨酸钠碳酸盐粉末加入至酯化混合溶液中，由于酯化混合溶液的稠度上升，搅拌作用下聚乙烯基吡咯烷酮与甘氨酸钠碳酸盐的混合力作用更为明显，甘氨酸钠碳酸盐中的氨基可以部分附着在聚乙烯基吡咯烷酮表面，而蒸发浓缩去除了乙二醇；因此，再将改性聚乙基烯吡咯烷酮加入至NaCl溶液中，乃至后续混合溶在加热管中被加热时，由于酯化反应的可逆原理，被酯化聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物产生一定量的羟基和羧基，聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物在纳米银线生长过程中充当稳定剂，聚乙基烯吡咯烷酮充当分散剂，在聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物和聚乙基烯吡咯烷酮的共同作用下，通过聚合物大分子的空间位阻效应和基团的静电效应，增加了纳米银线的分散性和短径方向的空间位阻，有效避免了纳米银线生长过程中发生团聚现象，并且纳米银线的生长得到了控制，短径的生长受到抑制而长方向的生长得到了促进，从而提高了纳米银线的长径比，因而提高了纳米银线的产品质量；
本发明使用的纳米银线连续流宏量制备装置中，加热器采用等梯度温度加热的方式，使用热的二甲基硅油对加热管进行充分加热，加热效果更好，能力利用率更高，并且扰流板的设置减缓了二甲基硅油的流动速度，使得二甲基硅油更充分更均匀向下流动；在扰流板的作用下，二甲基硅油可以均匀填充同一径向的圆形空间，使得同一径向位置的加热管加热效果尽可能一致，即对同一径向的加热管内的混合液的加热更为均匀，进一步提高了对加热管的加热效果，进而提高了反应效率，提高了纳米银线的产率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明提供的纳米银线连续流宏量制备装置的结构示意图；
图2为纳米银线连续流宏量制备装置的正面结构示意图；
图3为纳米银线连续流宏量制备装置的背面结构示意图；
图4为纳米银线连续流宏量制备装置中的反应器剖面结构示意图；
图5为纳米银线连续流宏量制备装置的搅拌机构的结构示意图；
图6为扰流板的结构示意图；
图7为本发明实施例1制备的纳米银线的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
本实施例提供了一种纳米银线连续流宏量制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别配置浓度为100mM 的NaCl溶液和浓度为1M 的AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，随后向NaCl溶液中加入浓度为60mg/mL的改性聚乙基烯吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液，其中，丙三醇、改性聚乙基烯吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积分别为80L、10L、1L和0.93L；
其中，所述改性聚乙基烯吡咯烷酮的制备方法包括以下步骤：
步骤S11、称取4kg的聚乙烯基吡咯烷酮，0.3kg甘氨酸钠碳酸盐，0.1kg聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物、0.1kg瓜尔胶和20kg乙二醇；其中，聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量为6000；
步骤S12、将瓜尔胶溶解于冷水中，配置得到60g/L的瓜尔胶溶液；将聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物投入至乙二醇中，缓慢搅拌，水浴加热至80℃并保温，聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物在乙二醇中发生酯化反应，反应时间为20min；得到酯化混合溶液，将瓜尔胶溶液倒入至酯化混合溶液中，磁力搅拌10min，转速为120r/min，得到酯化混合浆液；
步骤S13、向酯化混合浆液中加入氢氧化钠，调节pH至7，将聚乙烯基吡咯烷酮粉末和甘氨酸钠碳酸盐粉末混合均匀后投入至酯化混合浆液中，磁力搅拌20min，转速为160r/min，聚乙烯基吡咯烷酮和甘氨酸钠碳酸盐在碱性乙二醇中进行混合改性，得到改性分散剂粗液，对改性分散剂粗液进行蒸发浓缩、干燥，蒸发浓缩温度为195℃，得到改性聚乙烯基吡咯烷酮。
步骤二、将A溶液装入纳米银线连续流宏量制备装置的第一进料器中，将B溶液装入第二进料器中，设定加热温度，使纳米银线连续流宏量制备装置的反应器加热至加热温度为110℃，设定A溶液和B溶液的通入流速为200uL/min，分别将A溶液和B溶液通入至反应器下方的搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入至反应器的加热管中进行加热反应，反应时间为10min，随后反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；
步骤三、将步骤二得到的产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的固体进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品，其中每1mL产品粗液含有4mg纳米银线成品。图7为本实施例1制备得到的纳米银线的扫描电镜图，从图中可以看出本实施例制得的纳米银线长度超过12μm，且直径远小于长度，长径比大且形貌均一，无团聚现象。
如图1-6所示，本实施例使用的纳米银线连续流宏量制备装置的结构包括：
机架1，其上分别设置有第一进料器2和第二进料器3；所述第一进料器2和第二进料器3分别通过进料软管（未示出）共同连接有反应器5，所述反应器5通过收集软管（未示出）连接有收集罐7，所述反应器5和收集罐7均设置在机架上，图1-3所示的纳米银线连续流宏量制备装置中，第一进料器2和第二进料器3设置在机架的同侧，反应器5和收集罐7设置在机架1的另一侧；
所述进料软管（未示出）上分别安装有流量控制器8；
所述反应器5的底部设置有混合腔9，所述进料软管（未示出）与混合腔9连通，所述混合腔9安装有搅拌机构，所述混合腔9的上方设置有泵机10，所述泵机10的上方设置有加热腔，所述加热腔上竖直设置有多根加热管12，所述加热管12的底部与混合腔9连通，所述加热管12的下端与泵机10和混合腔9连通，所述加热管12的上端与收集软管连通；
所述反应器5上设置有加热介质进口51和加热介质出口52，所述加热介质进口51与加热介质出口52在反应器5上同侧设置，且加热介质进口51位于加热介质出口52的上方。
所述反应器5内部设置有多个扰流板53，所述扰流板53固定在加热管12的外部，且多个扰流板53在竖直方向上呈交错布置，所述扰流板53上设置有用于流通加热介质的通孔531；
所述加热介质为二甲基硅油，加热管12为铜质材料。
所述加热管12的上端与收集软管之间设置有圆锥腔体4，所述圆锥腔体4分别与加热管12和收集软管连通，圆锥腔体4的设置便于将混合液集中汇入至收集软管中。
所述搅拌机构的结构包括：
搅拌电机6，其固定安装在所述混合腔9的下方，所述搅拌电机6的电机轴61设置在混合腔9的内部；
搅拌片62，其安装在所述电机轴61的上端；
两个搅拌柱63，其分别竖直安装在所述搅拌片62的两端。
本实施例使用的纳米银线连续流宏量制备装置在制备纳米银线时，将A溶液装入第一进料器2中，将B溶液装入第二进料器3中；设定温度将二甲基硅油加热，将加热的二甲基硅油从加热介质进口通入反应器5中，二甲基硅油在反应器5中由上向下流动，对加热管12进行加热；由于扰流板53的设置，二甲基硅油可以更充分的对加热管12进行加热，加热区域更为均匀；二甲基硅油从加热介质出口52流出，因而从下至上反应器5内的加热管12的热量呈等梯度温度分布，这种等梯度温度分布的加热方式使得混合液的反应更为完全，进而提高纳米银线的产率；加热管12加热至目标温度后，设定流量控制器8的流量，通过第一进料器2和第二进料器3的阀门分别将A溶液和B溶液通入混合腔9中，在混合腔9中，通过搅拌机构的搅拌作用将A溶液和B溶液混合均匀；其中，搅拌机构设置为一个片状的搅拌片62和两个搅拌柱63的结构，在进行搅拌时，两个搅拌柱63在搅拌片62带动下高速转动，将混合液搅拌为倒锥体形状，这种结构设计增强了对混合液的搅拌效果，提高了A溶液和B溶液的混合均匀度。
A溶液和B溶液搅拌为混合液后被泵机泵入至加热管12中，混合液在加热管12中加热反应生成纳米银线，反应完全后混合液连同纳米银线被泵入至收集罐7中，得到带有纳米银线的产品粗液。扰流板53在反应器5中呈左、右交错布置，这种设置方式不仅减缓了二甲基硅油向下的流速，使得对加热管12同一径向位置的加热更为均匀，提高了纳米银线的产率，同时通孔531和左右交错的布局又不会对二甲基硅油的流动产生过大阻力和堵塞。流量控制器8的设置便于精确控制A溶液和B溶液的通入流量。
图6所示的扰流板结构中，固定孔532用于穿设加热管12。
实施例2
本实施例提供了一种纳米银线连续流宏量制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别配置浓度为10mM的NaCl溶液和浓度为0.3M的AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，随后向NaCl溶液中加入浓度为10mg/mL的改性聚乙基烯吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液，其中，丙三醇、改性聚乙基烯吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积分别为80L、10L、0.5L和0.5L；
其中，所述改性聚乙基烯吡咯烷酮的制备方法包括以下步骤：
步骤S11、称取6kg的聚乙烯基吡咯烷酮，0.5kg甘氨酸钠碳酸盐，2kg聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物、3kg瓜尔胶和25kg乙二醇；其中，聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量为8000；
步骤S12、将瓜尔胶溶解于冷水中，配置得到60g/L的瓜尔胶溶液；将聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物投入至乙二醇中，缓慢搅拌，水浴加热至90℃并保温，聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物在乙二醇中发生酯化反应，反应时间为30min；得到酯化混合溶液，将瓜尔胶溶液倒入至酯化混合溶液中，磁力搅拌10min，转速为140r/min，得到酯化混合浆液；
步骤S13、向酯化混合浆液中加入氢氧化钠，调节pH至8，将聚乙烯基吡咯烷酮粉末和甘氨酸钠碳酸盐粉末混合均匀后投入至酯化混合浆液中，磁力搅拌30min，转速为180r/min，聚乙烯基吡咯烷酮和甘氨酸钠碳酸盐在碱性乙二醇中进行混合改性，得到改性分散剂粗液，对改性分散剂粗液进行蒸发浓缩、干燥，蒸发浓缩温度为200℃，得到改性聚乙烯基吡咯烷酮。
步骤二、将A溶液装入与实施例1结构相同的纳米银线连续流宏量制备装置的第一进料器中，将B溶液装入第二进料器中，设定加热温度，使纳米银线连续流宏量制备装置的反应器加热至加热温度为120℃，设定A溶液和B溶液的通入流速为200uL/min，分别将A溶液和B溶液通入至反应器下方的搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入至反应器的加热管中进行加热反应，反应时间为15min，随后反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；
步骤三、将步骤二得到的产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的固体进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品。其中，检测产品粗液中每1mL溶液含有3.9mg纳米银线。
实施例3
本实施例提供了一种纳米银线连续流宏量制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别配置浓度为50mM的NaCl溶液和浓度为0.5M的AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，随后向NaCl溶液中加入浓度为50mg/mL的改性聚乙基烯吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液，其中，丙三醇、改性聚乙基烯吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积比为80L、100L、0.8L和0.75L；
其中，所述改性聚乙基烯吡咯烷酮的制备方法包括以下步骤：
步骤S11、称取8kg的聚乙烯基吡咯烷酮，0.8kg甘氨酸钠碳酸盐，0.3kg聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物、0.4kg瓜尔胶和30kg乙二醇；其中，聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量为9000；
步骤S12、将瓜尔胶溶解于冷水中，配置得到60g/L的瓜尔胶溶液；将聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物投入至乙二醇中，缓慢搅拌，水浴加热至100℃并保温，聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物在乙二醇中发生酯化反应，反应时间为30min；得到酯化混合溶液，将瓜尔胶溶液倒入至酯化混合溶液中，磁力搅拌12min，转速为150r/min，得到酯化混合浆液；
步骤S13、向酯化混合浆液中加入氢氧化钠，调节pH至8，将聚乙烯基吡咯烷酮粉末和甘氨酸钠碳酸盐粉末混合均匀后投入至酯化混合浆液中，磁力搅拌30min，转速为200r/min，聚乙烯基吡咯烷酮和甘氨酸钠碳酸盐在碱性乙二醇中进行混合改性，得到改性分散剂粗液，对改性分散剂粗液进行蒸发浓缩、干燥，蒸发浓缩温度为205℃，得到改性聚乙烯基吡咯烷酮。
步骤二、将A溶液装入与实施例1结构相同的纳米银线连续流宏量制备装置的第一进料器中，将B溶液装入第二进料器中，设定加热温度，使纳米银线连续流宏量制备装置的反应器加热至加热温度为150℃，设定A溶液和B溶液的通入流速为200uL/min，分别将A溶液和B溶液通入至反应器下方的搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入至反应器的加热管中进行加热反应，反应时间为25min，随后反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；
步骤三、将步骤二得到的产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的固体进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品。检测产品粗液中每1mL溶液含有3.8mg纳米银线。
实施例4
本实施例提供了一种纳米银线连续流宏量制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别配置浓度为150mM的NaCl溶液和浓度为1.5M的AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，随后向NaCl溶液中加入浓度为80mg/mL的改性聚乙基烯吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液，其中，丙三醇、改性聚乙基烯吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积比为80L、10L、1.5L和1.2L；
其中，所述改性聚乙基烯吡咯烷酮的制备方法包括以下步骤：
步骤S11、称取11kg的聚乙烯基吡咯烷酮，1.1kg甘氨酸钠碳酸盐，0.5kg聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物、0.7kg瓜尔胶和40kg乙二醇；其中，聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量为22000；
步骤S12、将瓜尔胶溶解于冷水中，配置得到60g/L的瓜尔胶溶液；将聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物投入至乙二醇中，缓慢搅拌，水浴加热至110℃并保温，聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物在乙二醇中发生酯化反应，反应时间为50min；得到酯化混合溶液，将瓜尔胶溶液倒入至酯化混合溶液中，磁力搅拌15min，转速为200r/min，得到酯化混合浆液；
步骤S13、向酯化混合浆液中加入氢氧化钠，调节pH至9，将聚乙烯基吡咯烷酮粉末和甘氨酸钠碳酸盐粉末混合均匀后投入至酯化混合浆液中，磁力搅拌40min，转速为250r/min，聚乙烯基吡咯烷酮和甘氨酸钠碳酸盐在碱性乙二醇中进行混合改性，得到改性分散剂粗液，对改性分散剂粗液进行蒸发浓缩、干燥，蒸发浓缩温度为210℃，得到改性聚乙烯基吡咯烷酮。
步骤二、将A溶液装入纳米银线连续流宏量制备装置的第一进料器中，将B溶液装入第二进料器中，设定加热温度，使纳米银线连续流宏量制备装置的反应器加热至加热温度为220℃，设定A溶液和B溶液的通入流速为300uL/min，分别将A溶液和B溶液通入至反应器下方的搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入至反应器的加热管中进行加热反应，反应时间为30min，随后反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；
步骤三、将步骤二得到的产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的固体进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品。检测产品粗液中每1mL溶液含有3.8mg纳米银线。
对比例1
本对比例提供了一种纳米银线连续流宏量制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别配置浓度为100mM 的NaCl溶液和浓度为1M 的AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，随后向NaCl溶液中加入浓度为60mg/mL的聚乙基烯吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液，其中，丙三醇、聚乙基烯吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积分别为80L、10L、1L和0.93L；
步骤二、将A溶液装入纳米银线连续流宏量制备装置的第一进料器中，将B溶液装入第二进料器中，设定加热温度，使纳米银线连续流宏量制备装置的反应器加热至加热温度为110℃，设定A溶液和B溶液的通入流速为200uL/min，分别将A溶液和B溶液通入至反应器下方的搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入至反应器的加热管中进行加热反应，反应时间为10min，随后反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；
步骤三、将步骤二得到的产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的固体进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品，其中每1mL产品粗液含有2.7mg纳米银线成品。
从实施例1-4和对比例1可以看出，实施例1制备得到的纳米银线的产率明显高于对比例1，且实施例1-4均制备得到了较高产率的纳米银线。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、分别配置NaCl溶液和AgNO3溶液，分别向NaCl溶液和AgNO3溶液中加入丙三醇，随后向NaCl溶液中加入改性聚乙烯基吡咯烷酮，得到A溶液，加有丙三醇的AgNO3溶液记为B溶液；
步骤二、将A溶液和B溶液分别装入纳米银线连续流宏量制备装置的进料器中，设定加热温度，使纳米银线连续流宏量制备装置的反应器加热至一定温度，设定A溶液和B溶液的通入流量，分别将A溶液和B溶液通入至反应器下方的搅拌机构中搅拌均匀，得到混合液，将混合液泵入至反应器的加热管中进行加热反应，随后反应完全的混合液被泵入至收集罐中，得到带有纳米银线的产品粗液；
步骤三、将步骤二得到的产品粗液注入等量的去离子水中进行冷却、固液分离，对分离的固体进行洗涤、干燥，得到纳米银线成品；
所述改性聚乙烯基吡咯烷酮的制备方法包括以下步骤：
步骤S11、按重量份，称取40~110份的聚乙烯基吡咯烷酮，3~11份甘氨酸钠碳酸盐，1~5份聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物、1~7份瓜尔胶和200~400份乙二醇；
步骤S12、将瓜尔胶溶解于冷水中，配置得到60g/L的瓜尔胶溶液；将聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物和浓硫酸投入至乙二醇中，缓慢搅拌，水浴加热至80~110℃并保温，聚（甲基乙烯基醚-交替-马来酸酐）共聚物在乙二醇中发生酯化反应，反应时间为20~50min；得到酯化混合溶液，将瓜尔胶溶液倒入至酯化混合溶液中，磁力搅拌10~15min，转速为120~200r/min，得到酯化混合浆液；
步骤S13、向酯化混合浆液中加入氢氧化钠，调节pH至7~9，将聚乙烯基吡咯烷酮粉末和甘氨酸钠碳酸盐粉末混合均匀后投入至酯化混合浆液中，磁力搅拌20~40min，转速为160~250r/min，聚乙烯基吡咯烷酮和甘氨酸钠碳酸盐在碱性乙二醇中进行混合改性，得到改性分散剂粗液，对改性分散剂粗液进行蒸发浓缩，使改性聚乙烯基吡咯烷酮的浓度达到10~100mg/mL，得到改性聚乙烯基吡咯烷酮。
2.如权利要求1所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述步骤一中，NaCl溶液的浓度10~150mM，AgNO3溶液的浓度为0.1~1.5M，改性聚乙烯基吡咯烷酮的浓度为10~100mg/mL；丙三醇、改性聚乙烯基吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积比为8：10:0.5~1.5：0.5~1.2。
3.如权利要求1所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述步骤一中，NaCl溶液的浓度100mM，AgNO3溶液的浓度为1M，改性聚乙烯基吡咯烷酮的浓度为60mg/mL；丙三醇、改性聚乙烯基吡咯烷酮、NaCl溶液和AgNO3溶液的体积比为8：10:1：0.93。
4.如权利要求1所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述步骤二中，设定的加热温度为110~220℃，A溶液和B溶液的通入流速为150~300uL/min，混合液在反应器中的反应时间为10~30min。
5.如权利要求1所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量为6000~28000，所述步骤S13的蒸发浓缩温度为195~210℃。
6.如权利要求1所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述步骤二中使用的纳米银线连续流宏量制备装置的结构包括：
机架，其上分别设置有第一进料器和第二进料器；所述第一进料器和第二进料器分别通过进料软管共同连接有反应器，所述反应器通过收集软管连接有收集罐，所述反应器和收集罐均设置在机架上；
所述进料软管上分别安装有流量控制器；
所述反应器的底部设置有混合腔，所述进料软管与混合腔连通，所述混合腔安装有搅拌机构，所述混合腔的上方设置有泵机，所述泵机的上方设置有加热腔，所述加热腔上竖直设置有多根加热管，所述加热管的底部与混合腔连通，所述加热管的下端与泵机和混合腔连通，所述加热管的上端与收集软管连通；
所述反应器上设置有加热介质进口和加热介质出口，所述加热介质进口与加热介质出口在反应器上同侧设置，且加热介质进口位于加热介质出口的上方。
7.如权利要求6所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述反应器内部设置有多个扰流板，所述扰流板固定在加热管的外部，且多个扰流板在竖直方向上呈交错布置，所述扰流板上设置有用于流通加热介质的通孔；
所述加热介质为二甲基硅油。
8.如权利要求6所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述加热管的上端与收集软管之间设置有圆锥腔体，所述圆锥腔体分别与加热管和收集软管连通。
9.如权利要求6所述的纳米银线连续流宏量制备方法，其特征在于，所述搅拌机构的结构包括：
搅拌电机，其固定安装在所述混合腔的下方，所述搅拌电机的电机轴设置在混合腔的内部；搅拌片，其安装在所述电机轴的上端；
两个搅拌柱，其分别竖直安装在所述搅拌片的两端。
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