CN116589636B - 一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，所述银纳米线封端剂包括淀粉‑乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物；所述淀粉‑乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备原料包括羟烷基淀粉、氢氧化钠溶液、二硫化碳、溴代有机物、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂。本发明通过将淀粉‑乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物作为银纳米线封端剂，可制备窄直径、高长径比、尺寸均一性高、单分散性好的银纳米线。

Description

一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于封端剂技术领域，具体涉及一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用。
背景技术
银纳米线作为纳米材料的一种，由于纳米级别的尺寸效应而具有的优异的电学、热学、光学、抗菌和催化功能，使其在电子工业、抗菌材料、有机催化和节能环保等领域得到广泛应用。
银纳米线通常采用化学法制备，其中液相多元醇法最为广泛。液相多元醇法，采用多元醇为溶剂和还原剂，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为封端剂，卤素为诱导剂，在高温下将银前驱体还原成五重孪晶颗粒，并逐步生长为纳米银线，是目前被认可为高效率且能够大规模生产的方法。其中封端剂PVP在银纳米线生长过程中起到重要作用，其吸附于银纳米线的高表面能晶面，使银纳米线沿轴向一维生长，获得尺寸均匀可控的银纳米线。
CN104690293A公开了一种不同长径比银纳米线的制备方法，所述不同长径比银纳米线采用氯化亚铂、乙二醇、硝酸银和聚乙烯吡咯烷酮制得银纳米线，再经不同的转速的离心洗涤，获得不同长径比的银纳米线。该技术方案提供的制备方法工艺简单，可制得直径60-80 nm，长5-80 μm的银纳米线，但制得的银纳米线直径仍较大，长度分布宽，需要离心分离才能制得长度均一的银纳米线。
CN102744417A公开了一种高长径比纳米银线的制备方法，所述高长径比纳米银线采用将以下物质制得：（1）至少一种多羟基液态有机物；（2）硝酸银；（3）K 值为30 或者30以上的PVP；（4）至少一种氯化物，该氯化物可溶于多羟基液态有机物中，溶解后可产生氯离子；（5）至少一种含氢化合物，该化合物可溶于多羟基液态有机物中，溶解后可产生氢离子。该技术方案提供的制备方法可制得长径比超过200 的纳米银线，但制得的银纳米线的直径较大，大于90nm。
目前液相多元醇法以PVP做封端剂制备银纳米线还存在反应时间较长，难以制备窄直径、高长径比的银纳米线的问题。
因此，需要开发一种用于制备窄直径、高长径比银纳米线的银纳米线封端剂，克服现有的银纳米线封端剂存在的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，采用所述银纳米线封端剂能制备直径窄、长径比高的银纳米线，并能提高银纳米线的收率。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种银纳米线封端剂，所述银纳米线封端剂包括淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物；
所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备原料包括羟烷基淀粉、氢氧化钠溶液、二硫化碳、溴代有机物、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂。
本发明中，所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物为以羟烷基淀粉作为基链， PVP为支链的接枝共聚物。羟烷基淀粉作为接枝基链，其具有丰富的烷羟基结构，作为还原性位点引发银离子的还原，成为银纳米线的沉积成核起始点，实现空间定位和限位作用，引导银纳米线的生成，提高银纳米线的制备效率。乙烯基吡咯烷酮聚合得到的PVP接枝于羟烷基淀粉基链上，形成梳型结构，稳定分布在银纳米线的成核起始点附近，可以更高效、快捷的吸附在银纳米线的高能晶面上，定向诱导纳米银线生长，对纳米银线的直径和长度进行调控，从而获得窄直径、高长径比的均匀银纳米线。
优选地，所述羟烷基淀粉包括羟乙基淀粉和/或羟丙基淀粉。
优选地，所述羟烷基淀粉的取代度为0.3-0.8，例如0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75或0.8等，分子量为20-40 kDa，例如20 kDa、22kDa、25 kDa、28kDa、30 kDa、32 kDa、35 kDa、38 kDa或40 kDa等。
本发明中，若羟烷基淀粉的取代度过小，不能提供足够的反应基团，接枝PVP的比例较少，难以实现对银纳米线的高效包覆；若羟烷基淀粉的取代度过高，其水溶性及空间位阻作用大，不利于淀粉基大分子链转移剂的制备。
优选地，所述氢氧化钠溶液的溶剂为水，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比浓度为5%-20%，例如5%、6%、8%、10%、12%、15%、17%、18%、19%或20%等。
优选地，所述氢氧化钠溶液与羟烷基淀粉的质量比为1.5-3:1，例如1.5:1、1.7:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.9:1或3:1等。
优选地，所述二硫化碳与羟烷基淀粉的质量比为0.15-0.45:1，例如0.15:1、0.18:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.42:1或0.45:1等。
优选地，所述溴代有机物包括2-溴丙酸乙酯、2-溴丙酸、2-溴丁酸、2-溴代异丁酸、2-溴丙酸甲酯、2-溴丁酸甲酯、2-溴丁酸乙酯、3-溴丁酸乙酯、2-溴异丁酸异丙酯或溴化苄中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述溴代有机物与二硫化碳的摩尔比为1-1.5:1，例如1:1、1.1:1、1.15:1、1.2:1、1.25:1、1.3:1、1.35:1、1.4:1、1.45:1或1.5:1等。
优选地，所述引发剂包括偶氮类引发剂。
优选地，所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述溶剂包括二氧六环、N,N-二甲基酰胺、二甲亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的银纳米线封端剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将羟烷基淀粉、氢氧化钠溶液、二硫化碳和溴代有机物混合反应，制得淀粉基大分子链转移剂。
（2）将步骤（1）制得的淀粉基大分子链转移剂、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂混合，反应，制得淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
本发明所述制备方法通过RAFT聚合方式使乙烯基吡咯烷酮聚合形成PVP，接枝在羟烷基淀粉基链上，形成PVP分子量分布窄，制得的淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物中PVP支链对于银纳米线的吸附性差异小，更为容易获得尺寸均一性高、单分散性好的银纳米线，有助于获得高质量的银纳米线，提高产品收率。
优选地，步骤（1）所述混合反应包括以下步骤：将羟烷基淀粉和氢氧化钠溶液使用高速剪切机混合剪切均匀，进入砂磨机研磨后，滴加二硫化碳，滴加完成后，砂磨机研磨10-20 min，例如10 min、11 min、12 min、13 min、15 min、16 min、 17 min、 19 min或 20 min等，滴加溴代有机物，继续研磨剪切混合30-50 min，例如30 min、32 min、35 min、40 min、42 min、43 min、45 min、47 min或 50 min等，然后加入搅拌罐中，常温搅拌反应15-30 h，例如15 h、17 h、19 h、20 h、22 h、24 h、25 h、26 h、27 h、29 h或30 h等。
本发明中，所述“常温”意指10~30℃。
优选地，步骤（1）所述混合反应后还包括清洗和干燥。
优选地，所述清洗包括分别用丙酮和水的混合液、丙酮清洗过滤，所述丙酮和水的混合液的温度为0-5℃，例如0℃、0.5℃、1℃、1.5℃、2℃、2.5℃、3℃、3.5℃、4℃、4.5℃或5℃等，所述丙酮和水的混合液中丙酮的质量百分比为25-35%，例如25%、27%、29%、30%、31%、32%、33%、34%或35%等。
优选地，所述干燥包括真空干燥。
优选地，步骤（2）所述反应在氮气环境下进行，反应的温度为60-90℃，例如60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、75℃、78℃、80℃、83℃、85℃或90℃等，反应的时间为5-12 h，例如5h、6 h、7 h、8 h、9 h、10 h、11 h或12 h等。
优选地，步骤（2）所述反应后还包括加丙酮沉淀和烘干处理。
优选地，步骤（2）所述淀粉基大分子链转移剂、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂的质量比为1-3:30-100:0.5-1.5:30-60，例如1:30:0.5:30、2:30:0.5:30、3:30:0.5:30、1:40:0.5:30、1:50:0.5:30、1:70:0.5:30、1:100:0.5:30、1:30:0.8:30、1:30:1:30、1:30:1.3:30、1:30:1.5:30、1:30:0.5:40、1:30:0.5:50、1:30:0.5:55、1:30:0.5:60、2:60:1:45、2:100:0.5:60、2:60:1.5:45、2.5:80:1.2:30、3:30:0.5:60、3:40:1.7:45、3:100:0.5:30、3:100:0.5:45、3:50:0.5:60或3:100:1.5:60等。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的银纳米线封端剂在银纳米线制备中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过RAFT聚合方式制得以羟烷基淀粉作为基链，PVP为支链的淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物，用所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物作银纳米线封端剂，可制备窄直径、高长径比的银纳米线、尺寸均一性高、单分散性好的银纳米线。采用本发明提供的银纳米线封端剂制得的银纳米线的直径为17.88-74.66 nm，长径比为159-2249，收率为56.8%-86.17%，优选情况下，制得的银纳米线的直径＜30nm，长径比＞1600，收率＞83%，可用于制备透明导电膜等对银纳米线直径要求苛刻的产品。
附图说明
图1为实施例1提供的淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的红外谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，所述银纳米线封端剂为淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法包括以下步骤：
（1）将50g羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为20 kDa）和100 g氢氧化钠溶液（氢氧化钠的质量百分比为5%）用高速剪切机混合剪切均匀，进入砂磨机砂磨循环一遍后，滴加7.5g二硫化碳，滴加完成后，砂磨机高速研磨10 min，滴加19.63 g溴代有机物（2-溴丙酸），继续使用研磨机混合30 min，然后加入搅拌罐，反应24h。先经0℃的丙酮和水的混合液（丙酮的质量百分比为30%）洗涤过滤后，再使用冰丙酮洗涤过滤，真空干燥，获得淀粉基大分子链转移剂。
（2）将30 g溶剂（二氧六环）、1g步骤（1）制得的淀粉基大分子链转移剂、30 g乙烯基吡咯烷酮和0.5 g引发剂（偶氮二异丁腈）加入烧瓶中，循环抽真空-通入氮气循环三次，密封后，于60℃反应12 h，丙酮沉淀并洗涤，烘干，得到淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
银纳米线的制备方法包括以下步骤：
在25℃下，向1000 g乙二醇中添加氯化锂0.1 g、溴化钾0.015 g和15 g上述淀粉-乙烯基吡咯烷酮共聚物，搅拌溶解，制成溶液A。将8.5 g硝酸银溶于50 g乙二醇中，搅拌使其溶解，得到含有银的溶液B；
在氮气保护环境中，将溶液A升温至160℃，滴加溶液B，控制滴加时间为30 min，滴加完成继续反应60 min，自然冷却沉降，离心分离出沉降物，使用乙醇洗涤，离心，得到所述银纳米线。
实施例2
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，所述银纳米线封端剂为淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法包括以下步骤：
（1）将50g羟丙基淀粉（取代度为0.5，分子量为25 kDa）和75 g氢氧化钠溶液（氢氧化钠的质量百分比为10%）用高速剪切机混合剪切均匀，进入砂磨机砂磨循环一遍后，滴加12.5 g二硫化碳，滴加完成后，砂磨机高速研磨20 min，滴加32.96 g溴代有机物（2-溴代异丁酸），继续使用研磨机混合50 min，然后加入搅拌罐，反应24h。先经0℃的丙酮和水的混合液（丙酮的质量百分比为30%）洗涤过滤后，再使用冰丙酮洗涤过滤，真空干燥，获得淀粉基大分子链转移剂。
（2）将50 g溶剂（N,N-二甲基酰胺）、2 g步骤（1）制得的淀粉基大分子链转移剂、60g乙烯基吡咯烷酮和1 g引发剂（偶氮二异戊腈）加入烧瓶中，循环抽真空-通入氮气循环三次，密封后，于70℃反应8 h，丙酮沉淀并洗涤，烘干，得到淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
银纳米线的制备方法包括以下步骤：
在25℃下，向1000 g乙二醇中添加氯化锂0.1 g、溴化钾0.015 g和15 g上述淀粉-乙烯基吡咯烷酮共聚物，搅拌溶解，制成溶液A。将8.5 g硝酸银溶于50 g乙二醇中，搅拌使其溶解，得到含有银的溶液B；
在氮气保护环境中，将溶液A升温至170℃，滴加溶液B，控制滴加时间为30min，滴加完成继续反应60min，自然冷却沉降，离心分离出沉降物，使用乙醇洗涤，离心，得到所述银纳米线。
实施例3
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，所述银纳米线封端剂为淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法包括以下步骤：
（1）将50g羟乙基淀粉（取代度为0.8，分子量为40 kDa）和150 g氢氧化钠溶液（氢氧化钠的质量百分比为5%）用高速剪切机混合剪切均匀，进入砂磨机砂磨循环一遍后，滴加22.5 g二硫化碳，滴加完成后，砂磨机高速研磨15 min，滴加49.43 g溴代有机物（2-溴代异丁酸），继续使用研磨机混合40 min，然后加入搅拌罐，反应24h。先经0℃的丙酮和水的混合液（丙酮的质量百分比为30%）洗涤过滤后，再使用冰丙酮洗涤过滤，真空干燥，获得淀粉基大分子链转移剂。
（2）将60 g溶剂（二甲亚砜）、3 g步骤（1）制得的淀粉基大分子链转移剂、100 g乙烯基吡咯烷酮和1.5 g引发剂（偶氮二异丁腈）加入烧瓶中，循环抽真空-通入氮气循环三次，密封后，于90℃反应5 h，丙酮沉淀并洗涤，烘干，得到淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
银纳米线的制备方法包括以下步骤：
在25℃下，在1000 g乙二醇添加氯化锂0.1 g、溴化钾0.015 g和15 g上述淀粉-乙烯基吡咯烷酮共聚物，搅拌溶解，制成溶液A。将8.5 g硝酸银溶于50 g乙二醇中，搅拌使其溶解，得到含有银的溶液B；
在氮气保护环境中，将溶液A升温至180℃，滴加溶液B，控制滴加时间为30 min，滴加完成继续反应60 min，自然冷却沉降，离心分离出沉降物，使用乙醇洗涤，离心，得到所述银纳米线。
实施例4
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，所述银纳米线封端剂为淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法包括以下步骤：
（1）将50 g羟乙基淀粉（取代度为0.6，分子量为30 kDa）和100 g氢氧化钠溶液（氢氧化钠的质量百分比为15%）用高速剪切机混合剪切均匀，进入砂磨机砂磨循环一遍后，滴加15 g二硫化碳，滴加完成后，砂磨机高速研磨15 min，滴加52.56 g溴代有机物（2-溴丙酸乙酯），继续使用研磨机混合45 min，然后加入搅拌罐，反应24h。先经0℃的丙酮和水的混合液（丙酮的质量百分比为30%）洗涤过滤后，再使用冰丙酮洗涤过滤，真空干燥，获得淀粉基大分子链转移剂。
（2）将40 g溶剂（N,N-二甲基酰胺）、2g步骤（1）制得的淀粉基大分子链转移剂、80g乙烯基吡咯烷酮和1 g引发剂（偶氮二乙丁酸二甲酯）加入烧瓶中，循环抽真空-通入氮气循环三次，密封后，于80℃反应8 h，丙酮沉淀并洗涤，烘干，得到淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
银纳米线的制备方法包括以下步骤：
在25℃下，在1000 g乙二醇添加氯化锂0.1 g、溴化钾0.015 g和15 g上述淀粉-乙烯基吡咯烷酮共聚物，搅拌溶解，制成溶液A。将8.5 g硝酸银溶于50 g乙二醇中，搅拌使其溶解，得到含有银的溶液B；
在氮气保护环境中，将溶液A升温至180℃，滴加溶液B，控制滴加时间为30 min，滴加完成继续反应60 min，自然冷却沉降，离心分离出沉降物，使用乙醇洗涤，离心，得到所述银纳米线。
实施例5
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，与实施例1的区别仅在于，将羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为20 kDa）替换成同质量的羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为150 kDa），其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，与实施例1的区别仅在于，将羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为20 kDa）替换成同质量的羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为10 kDa），其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，与实施例2的区别仅在于，将羟丙基淀粉（取代度为0.5，分子量为25 kDa）替换成同质量的羟丙基淀粉（取代度为0.1，分子量为25 kDa），其它原料、用量及制备方法均与实施例2相同。
实施例8
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，与实施例2的区别仅在于，将羟丙基淀粉（取代度为0.5，分子量为25 kDa）替换成同质量的羟丙基淀粉（取代度为1.2，分子量为25 kDa），其它原料、用量及制备方法均与实施例2相同。
实施例9
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，与实施例1的区别仅在于，步骤（2）中添加乙烯基吡咯烷酮20 g，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，与实施例1的区别仅在于，步骤（2）中添加乙烯基吡咯烷酮120 g，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种银纳米线封端剂及应用，所述银纳米线封端剂为PVP-K30。
银纳米线的制备方法包括以下步骤：
在25℃下，向1000 g乙二醇中添加氯化锂0.1 g、溴化钾0.015 g和15 g PVP-K30，搅拌溶解，制成溶液A。将8.5 g硝酸银溶于50 g乙二醇中，搅拌使其溶解，得到含有银的溶液B；
在氮气保护环境中，将溶液A升温至160℃，滴加溶液B，控制滴加时间为30 min，滴加完成继续反应60 min，自然冷却沉降，离心分离出沉降物，使用乙醇洗涤，离心，得到所述银纳米线。
对比例2
本对比例提供一种银纳米线封端剂及其制备方法和应用，所述银纳米线封端剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将30 g溶剂（二氧六环）、30 g乙烯基吡咯烷酮和0.5 g引发剂（偶氮二异丁腈）加入烧瓶中，循环抽真空-通入氮气循环三次，密封后，于60℃反应12 h，丙酮沉淀并洗涤，烘干，得到PVP。
（2）将步骤（1）得到的PVP与1g羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为20 kDa）混合，得到银纳米线封端剂。
银纳米线的制备方法包括以下步骤：
在25℃下，在1000g乙二醇添加氯化锂0.1g、溴化钾0.015g和15g上述银纳米线封端剂，搅拌溶解，制成溶液A。将8.5g硝酸银溶于50g乙二醇中，搅拌使其溶解，得到含有银的溶液B；
在氮气保护环境中，将溶液A升温至160℃，滴加溶液B，控制滴加时间为30min，滴加完成继续反应60min，自然冷却沉降。离心分离出沉降物，使用乙醇洗涤，离心，得到所述银纳米线。
对比例3
本对比例提供一种银纳米线封端剂及应用，所述银纳米线封端剂为羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为20 kDa）。
银纳米线的制备方法包括以下步骤：
在25℃下，在1000 g乙二醇添加氯化锂0.1 g、溴化钾0.015 g和15 g羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为20 kDa），搅拌溶解，制成溶液A。将8.5 g硝酸银溶于50 g乙二醇中，搅拌使其溶解，得到含有银的溶液B。
在氮气保护环境中，将溶液A升温至160℃，滴加溶液B，控制滴加时间为30 min，滴加完成继续反应60 min，自然冷却沉降。离心分离出沉降物，使用乙醇洗涤，离心，得到所述银纳米线。
对实施例和对比例制得的银纳米线进行如下性能测试。
（1）尺寸：使用扫描电子显微镜（SEM）对银纳米线的形貌进行表征，测定直径和长度，并计算长径比。
（2）收率：实际制得的银纳米线的质量与理论产量的比值。
测试结果如表1所示。
表1
根据表1中测试结果可知，实施例1-4提供的银纳米线封端剂制得的银纳米线的直径为17.88-22.11 nm，直径小于30 nm，长径比为1616-2249，收率为83.17%-86.17%，收率大于83%。图1为实施例1提供的淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的红外谱图，其中，3400~3500cm-1处为淀粉的羟基峰，1680cm-1、1280cm-1分别为乙烯基吡咯烷酮内酰胺环上C=O和C-N特征吸收峰，证明接枝共聚产物为淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。实施例5-10提供的银纳米线封端剂制得的银纳米线的直径为25.69-74.66 nm，长径比为159-852，收率为56.8-79.85%。
实施例5与实施例1对比可知，若采用更大分子量的羟乙基淀粉，制得的银纳米线直径变大，长度变小，长径比变小，收率降低；实施例6与实施例1对比可知，采用更小分子量的羟乙基淀粉，则制得的银纳米线的长度变小，长径比变小，收率降低，证明采用特定分子量的羟烷基淀粉制得的银纳米线封端剂性能更佳。
实施例7与实施例2对比可知，采用更小取代度的羟丙基淀粉，制得的银纳米线直径变大，长度变小，长径比变小，收率降低；实施例8与实施例2对比可知，采用更大取代度的羟丙基淀粉，制得的银纳米线的直径变大，长度减小，长度变小，长径比变小，收率降低，证明采用特定取代度的羟烷基淀粉制得的银纳米线封端剂性能更佳。
实施例9与实施例1对比可知，若乙烯基吡咯烷酮添加量过少，则制得的银纳米线直径变大，长度变小，长径比变小，收率降低；实施例10与实施例1对比可知，若乙烯基吡咯烷酮添加量过多，则制得的银纳米线的直径变大，长度变小，长径比变小，收率降低；证明采用特定质量比的淀粉基大分子链转移剂、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂制得的银纳米线封端剂，性能更佳。
与实施例1相比，采用PVP做银纳米线封端剂（对比例1），制得的银纳米线的直径为97.66 nm，直径大，长径比为90，长径比小，收率低。
与实施例1相比，采用羟乙基淀粉和PVP的混合物做银纳米线封端剂（对比例2），制得的银纳米线制得的银纳米线直径显著变大，长度减小，收率降低。
与实施例1相比，采用羟乙基淀粉（取代度为0.3，分子量为20 kDa）做银纳米线封端剂（对比例3），银颗粒出现团聚，未获得均匀的银纳米线。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种银纳米线封端剂，其特征在于，所述银纳米线封端剂包括淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物；
所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备原料包括羟烷基淀粉、氢氧化钠溶液、二硫化碳、溴代有机物、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂；
所述淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物采用如下方法制得：
（1）将羟烷基淀粉、氢氧化钠溶液、二硫化碳和溴代有机物混合反应，制得淀粉基大分子链转移剂；
（2）将步骤（1）制得的淀粉基大分子链转移剂、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂混合，反应，制得淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物；
所述羟烷基淀粉包括羟乙基淀粉和/或羟丙基淀粉；
所述羟烷基淀粉的取代度为0.3-0.8，分子量为20-40 kDa。
2.根据权利要求1所述的银纳米线封端剂，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的溶剂为水，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比浓度为5%-20%；
所述氢氧化钠溶液与羟烷基淀粉的质量比为1.5-3:1；
所述二硫化碳与羟烷基淀粉的质量比为0.15-0.45:1。
3.根据权利要求1所述的银纳米线封端剂，其特征在于，所述溴代有机物包括2-溴丙酸乙酯、2-溴丙酸、2-溴丁酸、2-溴代异丁酸、2-溴丙酸甲酯、2-溴丁酸甲酯、2-溴丁酸乙酯、3-溴丁酸乙酯、2-溴异丁酸异丙酯或溴化苄中的任意一种或至少两种的组合；
所述溴代有机物与二硫化碳的摩尔比为1-1.5:1。
4.根据权利要求1所述的银纳米线封端剂，其特征在于，所述引发剂包括偶氮类引发剂；
所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
所述溶剂包括二氧六环、N,N-二甲基酰胺、二甲亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的银纳米线封端剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将羟烷基淀粉、氢氧化钠溶液、二硫化碳和溴代有机物混合反应，制得淀粉基大分子链转移剂；
（2）将步骤（1）制得的淀粉基大分子链转移剂、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂混合，反应，制得淀粉-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述混合反应包括以下步骤：将羟烷基淀粉和氢氧化钠溶液剪切混合，加入砂磨机研磨后，滴加二硫化碳，滴加完成后，砂磨机研磨10-20 min，滴加溴代有机物，剪切混合30-50 min后，加入搅拌罐中，常温搅拌反应15-30 h；
步骤（1）所述混合反应后还包括清洗和干燥；
所述清洗包括分别用丙酮和水的混合液、丙酮清洗过滤，所述丙酮和水的混合液的温度为0-5℃，所述丙酮和水的混合液中丙酮的质量百分比为25-35%；
所述干燥包括真空干燥。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述反应在氮气环境下进行，反应的温度为60-90℃，反应的时间为5-12 h；
步骤（2）所述反应后还包括加丙酮沉淀和烘干处理。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述淀粉基大分子链转移剂、乙烯基吡咯烷酮、引发剂和溶剂的质量比为1-3:30-100:0.5-1.5:30-60。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的银纳米线封端剂在银纳米线制备中的应用。
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