[发明专利]一种超长制备银纳米线的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种超长制备银纳米线的方法。 

背景技术

一维纳米材料是指在两维方向上纳米尺度、长度为宏观尺度的新型纳米材料，分为以下几类：纳米管、纳米棒或纳米线、纳米带以及纳米同轴电缆等；人类研究一维纳米材料的历史已经有40年；1970年，法国科学家就首次研制出直径为7nm的碳纤维，自1991年日本筑波NEC实验室的物理学家Iijima通过高分辨电镜发现碳纳米管以来，一维纳米材料立即成为许多领域科学家们研究的热点。一维纳米材料作为一种具有在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构材料，同样具有纳米材料的小尺寸效应、界面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，在纳米电子学、纳米光电子学、超高密度存储和扫描探针显微镜等领域具有潜在的应用前景。 

目前，在众多的一维金属纳米材料中，研究最为广泛、最具有应用潜力的就是银纳米线；银纳米线（silver nanowires,AgNWs）是一种纤维状纳米材料，一般指其长径比大于20的一维纳米材料，因为银本身是最好的导电导热金属，具有良好的化学性能、抗菌性能和催化性能，在电子、化学化工、生物医药领域有着广泛应用。 

许多方法被用来合成银纳米线，这些方法主要分为两类：模板法和无模板法；对于模板法，银纳米线用多孔硬质模板制作，比如聚合物、生物分子、硅晶片和氧化铝，硬质模板制作的银纳米线受模板限制，长度有限，并且模板的移除是昂贵和麻烦的；为了克服模板法的这些缺点，化学制备的方法已经得到重大关注，尤其是软化学法，多元醇法是合成纳米结构的最常见软解法，但是多元醇法制备的银纳米线长度一般只有20-100um，很难制备超长的银纳米线；我们提出一种的制备超长银纳米线的途径，通过利用FeCl₃来制备晶种，乙二醇使得Fe³⁺被还原成Fe²⁺，反过来Fe²⁺被O₂氧化成Fe³⁺，消除了银表明吸附的O₂，与此同时银纳米线优先生长，然后在一次制备银纳米线的基础之上，再进行多步增长，从而很有效的制得较长的银线；此外，可以通过调节FeCl₃的浓度来获取不同尺寸的银纳米线，此实验只需要简单的试剂和设备，反应过程不需要考虑外界气体的影响。 

发明内容

本发明的目的是提供简便、低成本的一种制备超长银纳米线的方法。 

本发明采用的技术方案的步骤如下： 

材料配比：

浓度为99.8%的无水硝酸银 AgNO₃。

浓度为99.8%的无水乙二醇 C₂H₆O₂。 

浓度为98％的聚乙烯吡咯烷酮K-30 PVP 分子量55000。 

浓度为97.0%的无水三氯化铁FeCl₃。 

浓度为99.5%的丙酮。 

浓度为99.7%的无水乙醇。 

以上试剂均没有经过纯化处理。 

制备过程： 

1、在100~300w超声水浴中将AgNO₃溶于乙二醇形成浓度为0.05~

0.2mol/L透明的AgNO₃/EG溶液，PVP溶于乙二醇形成0.1~0.5mol/l透明的PVP/EG溶液，FeCl₃溶于乙二醇形成0.01~0.1mol/L的黄色FeCl₃/EG溶液。

2、将与AgNO₃/EG体积比为1:1~3的PVP/EG溶液倒入聚四氟乙烯内胆内，再用微型注射器向上述混合溶液中加入FeCl₃/EG溶液使溶液中FeCl₃总浓度在100~500μmol/L，在200~500rpm速率磁力搅拌5~10min；然后倒入AgNO₃/EG溶液，继续在200~500rpm速率磁力搅拌5~10min。 

3、接着将聚四氟乙烯内胆放入反应釜内密闭后，放入马弗炉内加热反应，反应温度为100~200℃，反应时间为1~5h。