[发明专利]一种大量制备系列银纳米片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种银纳米材料的制备方法，特别涉及到一种可用于化学及电化学催化、化学传感器、生物分子传感器、光学信息存储、太阳能电池等的形貌、尺寸可控的系列银纳米片的制备方法。

背景技术

银纳米片由于具有独特的光学特性和特殊的层状结构而在光电子学、传感器、生物医学、快速传热、电磁屏蔽、新能源、智能照明系统、新一代显示器及触摸屏等领域有种广泛应用。传统制备银纳米片的方法有很多，主要有光诱导转化(R.Jin，Y.Cao，C.A.Mirkin，K.L.Kelly，G.C.Schatz，J.G.Zheng，Science 2001，294，1901；R.Jin，Y.C.Cao，E.Cao，E.Hao，G.S.Metraux，G.C.Schatz，C.A.Mirkin，Nature 2003，294，487；G.S.Metraux，Y.C.Cao，R.Jin，C.A.Mirkin，Nano Lett.2003，4，519)；溶剂热反应(Y.Sun，Y.Xia，Adv.Mater.2003，15，695；I.Washio，Y.Xiong，Y.Yun，Y.Xia，Adv.Mater.2006，18，1745；Y.Sun，B.Mayers，Y.Xia，Nano Lett.2003，3，675)；中间体诱导转变(Q.Zhang，J.Ge，T.Pham，J.Goebl，Y.Hu，Z.Lu，Y.Yin，Angew.Chem.Int.Ed.2009，48，3516)等几种。在这几类已报道的方法中，光诱导转化法可以实现银纳米片尺寸的连续可调，但是其面临的主要问题是需要特殊的光源且制备量小，难以实现大量制备，缺乏工业化前景。溶剂热反应制备法方法简单，但是已报道的方法无法实现银纳米片尺寸的连续调控。中间体诱导转变法同样面临的问题在于单次制备量小，那以实现工业化生产。

另外，中国专利ZL 200610131640.1以溶液相合成法，在室温条件下以硼氢化钠为还原剂可以合成尺寸、厚度可调的银纳米片，该方法的突出优点是反应简单，但是该合成方法所用还原剂会在瞬间放出大量氢气，大量生产可能引起危险；中国专利ZL 200610096565.X中公开了以密闭反应器在高温下反应合成银纳米片的方法，该方法存在的问题是反应量小，就使得该方法在规模化生产时的成本增加。

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大量制备系列银纳米片的方法，该方法制备的银纳米片纯度高、形貌均匀、单分散性好，且方法简便、成本低。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种大量制备系列银纳米片的方法，包括如下步骤：

(1)将多元醇、二甲基甲酰胺按比例混合的混合溶剂；

(2)将高分子表面活性剂、含卤素的金属盐及含铜无机盐辅助剂加入到上述混合溶剂中搅拌或超声溶解，得混合溶液A；

(3)将金属银盐加入多元醇、二甲基甲酰胺混合溶剂中经过搅拌或震荡溶解，得混合溶液B；

(4)将混合溶液A和B转移至烧瓶中，搅拌均匀后加热升温至沸腾回流并保持2～8小时，停止反应。

(5)将上述反应混合液转移至离心管内，用乙醇、水清洗并离心分离的产品。

其中，上述混合溶剂中所用的多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇、戊二醇、丁二醇中的一种或几种混合物(任意比例)。

所述的高分子表面活性为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、氯代十六烷基吡啶、十六烷基三甲基氯化铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种混合物；含卤素的金属盐辅助剂为溴化钾、氯化锌、氯化钠、氯化钾、氯化铁、溴化钠、碘化钾、碘化钠中的一种或几种；含铜无机盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、氯化亚铜、溴化铜、溴化亚铜中的一种或几种；含卤素金属盐与含铜无机盐以摩尔比1∶1混合。

所述的金属银盐为硝酸银、三氟甲磺酸银、三氟乙酸银，醋酸银中的一种或几种。

步骤(1)中多元醇、二甲基甲酰胺的用量比例为1∶1。

步骤(2)中混合溶剂、高分子表面活性剂的用量比例为5～1000∶0.01～50(ml∶g)；高分子表面活性剂与含卤素的金属盐辅助剂质量比为0.01～50∶0.05～100(g∶mg)；高分子表面活性剂与含铜无机盐辅助剂质量比为0.01～50∶0.05～100(g∶mg)。

步骤(3)中混合溶剂与金属银盐的用量比例关系为5～1000∶0.01～50(ml∶g)。

步骤(4)步骤(4)中沸腾回流的保持时间优选3～6小时。