一種銀納米線的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銀納米線的制備方法，加入少量的多功能因子CTAB至溫度為130~170℃的乙二醇中，回流10~15分鐘；快速滴加部分銀鹽溶液至該溶液中，反應(yīng)15分鐘；將適量的多功能因子CTAB溶液和銀鹽溶液滴加至反應(yīng)溶液中，反應(yīng)1小時(shí)；冷卻該反應(yīng)溶液并純化納米銀線。和傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明工藝簡單，多功能因子CTAB發(fā)揮了模板劑和反應(yīng)助劑的雙重作用，改善了傳統(tǒng)溶液法制備工藝中必須要引入氯化鈉等反應(yīng)助劑的缺陷，制得的產(chǎn)品具有純度高、品質(zhì)好、尺寸分布均勻等特點(diǎn)。
【專利說明】
一種銀納米線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于納米材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銀納米線的簡易制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)今科技發(fā)展，要求材料具備智能化、精細(xì)化、元件高密度集成、高能密度及超快傳輸?shù)忍匦?，這為納米科技和納米材料提供了廣闊的應(yīng)用空間。在納米材料中，具有軸徑比的一維金屬納米材料由于其獨(dú)特的電、磁、熱、光學(xué)性能以及在微電子器件、光電子器件、傳感器等器件上的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。在這些一維金屬納米線中，銀納米線由于具有很高的電導(dǎo)和熱導(dǎo)性能而被研究的最多。在許多應(yīng)用領(lǐng)域，銀都具有潛在的用途，如銀納米線已經(jīng)在偏光器件、光子晶體、催化劑以及生物和化學(xué)傳感器等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
[0003]目前，銀納米線的制備方法主要是溶液化學(xué)法。如Sun等在含有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和硝酸銀的乙二醇溶液中，以納米金屬Pt為晶種，在160 °C下反應(yīng)得到直徑在30?40nm、長度達(dá)50μπι的銀納米線。傳統(tǒng)的溶液化學(xué)法制備銀納米線需要引入反應(yīng)助劑，如氯化鈉、氯化銅等水溶性鹵化物或鉑納米粒子作為催化劑，從而導(dǎo)致工藝復(fù)雜，產(chǎn)物不純。
[0004]因此，傳統(tǒng)的工藝具有明顯的局限性，有必要發(fā)明工藝簡單，不需要引入氯化鈉等反應(yīng)助劑的銀納米線簡易制備方法。經(jīng)檢索相關(guān)專利文獻(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)有類似銀納米線的簡易制備方法的報(bào)道。本專利提出利用多功能因子CTAB對反應(yīng)速度的調(diào)節(jié)及銀線定向生長的誘導(dǎo)作用，不需要額外引入反應(yīng)助劑，簡化工藝，使產(chǎn)物純度由80%提高到99%以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種銀納米線的制備方法，該方法制備出的銀納米線具有純度高、品質(zhì)好、尺寸分布均勻等性能，可應(yīng)用于偏光器件、光子晶體、化學(xué)傳感器等領(lǐng)域。
[0006]—種銀納米線的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為:
(1)加入少量的多功能因子十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)至溫度為130?170°C的乙二醇中，回流10?15分鐘；
(2)快速滴加部分銀鹽溶液至該反應(yīng)溶液中，反應(yīng)15分鐘；
(3)將多功能因子CTAB溶液和銀鹽溶液滴加至反應(yīng)溶液中，反應(yīng)I小時(shí)；
(4)冷卻后，采用丙酮、乙醇各洗滌五次后置于60?80°C烘箱中烘干得到粉末狀的銀納米線。
[0007]步驟(I)中乙二醇和多功能因子CTAB的質(zhì)量比為1:0.1?800。
[0008]所述的銀鹽溶液為硝酸銀溶解于乙二醇和水的混合溶液，乙二醇和水的體積比為3:1，硝酸銀摩爾濃度為lmol/L。
[0009]步驟(2)中所述的銀鹽溶液和快速滴加的銀鹽溶液的體積比為:1:0.4?100。
[0010]步驟(2)中所述的滴加銀鹽溶液的時(shí)間為5?1秒。
[0011 ] 所述的多功能因子CTAB溶液為CTAB溶解于乙二醇和水的混合溶液，乙二醇和水的體積比為4:1，CTAB摩爾濃度為lmol/L。
[0012]所述的多功能因子CTAB與硝酸銀的質(zhì)量比為1:10?100。
[0013]本發(fā)明的銀納米線的簡易制備方法具有以下優(yōu)勢:
1.本發(fā)明利用多功能因子CTAB解離出Br—對Ag+的沉淀作用調(diào)節(jié)反應(yīng)速度，同時(shí)銀晶種(100)晶面上的銀原子與CTA+長鏈上的氮原子產(chǎn)生很強(qiáng)的化學(xué)吸附作用，導(dǎo)致后續(xù)反應(yīng)中銀納米線的定向生長，發(fā)揮其模板作用，不需要額外引入氯化鈉等反應(yīng)助劑，簡化了生產(chǎn)工藝。
[0014]2.本發(fā)明的簡易方法制備出的銀納米線具有純度高、品質(zhì)好、尺寸分布均勻等性能優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的銀納米線的SEM圖片；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備的銀納米線的SEM圖片；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備的銀納米線的SEM圖片；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例4制備的銀納米線的SEM圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明通過下面的具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受限于這些實(shí)施例。
[0017]實(shí)施例1:加入0.02g多功能因子CTAB至30ml溫度為150°C的乙二醇中，回流1min;5s內(nèi)滴加2ml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液至該反應(yīng)溶液中，反應(yīng)15min;取15ml濃度為Imol/L的CTAB溶液和38ml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液同時(shí)滴加至反應(yīng)溶液中，反應(yīng)Ih;冷卻后，采用丙酮、乙醇洗滌五次后置于60°C烘箱中烘干得到粉末狀的銀納米線。實(shí)施例1制備的銀納米線的SEM圖片如圖1所示。
[0018]實(shí)施例2:加入0.03g多功能因子CTAB至50ml溫度為160°C的乙二醇中，回流15min;8s內(nèi)滴加3ml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液至該反應(yīng)溶液中，反應(yīng)15min;取1ml濃度為lmol/L的CTAB溶液和35ml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液同時(shí)滴加至反應(yīng)溶液中，反應(yīng)Ih;冷卻后，采用丙酮、乙醇洗滌五次后置于80°C烘箱中烘干得到粉末狀的銀納米線。實(shí)施例2制備的銀納米線的SEM圖片如圖2所示。
[0019]實(shí)施例3:加入0.0lg多功能因子CTAB至80ml溫度為170°C的乙二醇中，回流1min;9s內(nèi)滴加Iml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液至該反應(yīng)溶液中，反應(yīng)15min;取80ml濃度為lmol/L的CTAB溶液和59ml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液同時(shí)滴加至反應(yīng)溶液中，反應(yīng)Ih;冷卻后，采用丙酮、乙醇洗滌五次后置于80°C烘箱中烘干得到粉末狀的銀納米線。實(shí)施例3制備的銀納米線的SEM圖片如圖3所示。
[0020]實(shí)施例4:加入0.04g多功能因子CTAB至90ml溫度為140°C的乙二醇中，回流12min;1s內(nèi)滴加4ml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液至該反應(yīng)溶液中，反應(yīng)15min;取50ml濃度為lmol/L的CTAB溶液和66ml濃度為lmol/L的硝酸銀溶液同時(shí)滴加至反應(yīng)溶液中，反應(yīng)Ih;冷卻后，采用丙酮、乙醇洗滌五次后置于60°C烘箱中烘干得到粉末狀的銀納米線。實(shí)施例4制備的銀納米線的SEM圖片如圖4所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銀納米線的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為: (1)加入少量的多功能因子十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)至溫度為130?170°C的乙二醇中，回流10?15分鐘； (2)快速滴加部分銀鹽溶液至該反應(yīng)溶液中，反應(yīng)15分鐘； (3)將多功能因子CTAB溶液和銀鹽溶液滴加至反應(yīng)溶液中，反應(yīng)I小時(shí)； (4)冷卻后，采用丙酮、乙醇各洗滌五次后置于60?80°C烘箱中烘干得到粉末狀的銀納米線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線的制備方法，其特征在于，步驟(I)中乙二醇和多功能因子CTAB的質(zhì)量比為1:0.1?800。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線的制備方法，其特征在于，所述的銀鹽溶液為硝酸銀溶解于乙二醇和水的混合溶液，乙二醇和水的體積比為3:1，硝酸銀摩爾濃度為Imol/L04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的銀鹽溶液和快速滴加的銀鹽溶液的體積比為:1:0.4?100。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的滴加銀鹽溶液的時(shí)間為5?10秒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線的制備方法，其特征在于，所述的多功能因子CTAB溶液為CTAB溶解于乙二醇和水的混合溶液，乙二醇和水的體積比為4:1，CTAB摩爾濃度為lmol/L07.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線的制備方法，其特征在于，所述的多功能因子CTAB與硝酸銀的質(zhì)量比為1:10?100。
【文檔編號】B22F9/24GK105880630SQ201610398089
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 王巖巖, 林琳, 張春明, 金彩虹
【申請人】上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司