[发明专利]一种低成本快速制备铜纳米线的方法

说明书

本发明公开了一种低成本快速制备铜纳米线的方法，包括如下步骤：(1)先将硝酸铜和氯化铜两种二价铜盐粉末混合，加入高分子长链有机胺十六烷，再加入还原糖和去离子水，得到混合液A；(2)将混合液A置于室温下搅拌9～11h，搅拌完成后再加热5～6h，得到混合液B；(3)将混合液B离心，并将底部的沉淀物用60～90℃去离子水在6000r/min～9000r/min下离心洗涤；本发明不但操作简单快速，可制备得到长径比优良的铜纳米线，而且成本相比现有技术降低9％～20％，反应速率提高10％～15％。

技术领域

本发明涉及金属纳米线领域，特别涉及一种低成本快速制备铜纳米线的方法。

背景技术

在现代纳米科学技术领域中，铜纳米线由于具有独特的光学、电学、力学和热学性质而成为制备透明柔性导电电极的优良材料。铜价格低廉，铜的导电性仅仅比银低6％，而其储量比银丰富1000倍，价格仅仅是银或ITO的1％左右，自然存储量较大，是实际应用中替代贵金属的理想材料，有可能代替ITO和银纳米线。

如何制备单分散、稳定的铜纳米线也成为该领域的研究热点。在各种制备铜纳米线的方法中，液相还原法不仅可以解决以上问题，且该方法具有制备条件限制少、成本低、简单易行等优点而被广泛应用于铜纳米线的大量合成。例如申请号为201110144380.2的专利文献公开了单晶铜纳米线制备方法，将二价金属铜盐溶液和乙二胺混合后水浴加热形成单一、稳定的铜离子螯合物，将强碱溶液和水合肼混合后在同一温度水浴下配成还原剂；然后将这两种混合溶液转入反应容器中，充分摇匀后盖好，置于同一温度水浴中加热反应，制备铜纳米线；将漂浮在溶液上层的片状铜纳米线打捞出来，依次用去离子水和无水乙醇洗涤三次以上，在室温和Ar气保护条件下干燥即得铜纳米线。

又例如申请号为201210323822.4的专利文献公开了使用贵金属作为催化剂，100℃～200℃下反应2～20小时生成平静直径60nm的铜纳米线；申请号为201410346038.4的专利文献公开了100℃～150℃下使用油浴，得到直径为30～70nm的铜纳米线。

上述现有技术，为了制成膜以后的透光率和导电率，需要铜纳米线具有优良的长径比，工业生产中，繁琐的工艺和成本也是十分重要的。所以，在保证铜纳米线品质优良的前提下，去简化工艺，减少成本在柔性电极材料研究方面有着重要的研究意义。

发明内容

本发明提供了一种低成本快速制备铜纳米线的方法，混合硝酸铜和氯化铜制铜纳米线，减少成本的同时，不用密封和油浴，简单方便，还生成长径比优良的铜纳米线。

一种低成本快速制备铜纳米线的方法，包括如下步骤：

(1)先将硝酸铜和氯化铜两种二价铜盐粉末混合，加入高分子长链有机胺，再加入还原糖和去离子水，得到混合液A；

(2)将混合液A置于室温下搅拌9～11h，搅拌完成后再加热5～6h，得到混合液B；

(3)将混合液B离心，并将底部的沉淀物用去离子水离心洗涤。

本发明混合硝酸铜和氯化铜生成的铜纳米线，不但操作简单快速，还制备得到直径为15～90nm，长度为3um～110um的铜纳米线，长径比优良；而且因为采用硝酸铜和氯化铜混合的二价铜盐，成本相对现有技术降低9％～20％，反应速率提高10％～15％。

高分子长链有机胺可以为十六胺、十六烷基叔胺、十八胺或十四胺。优选的，所述高分子长链有机胺为十六胺，制备出的铜纳米线最优良。

优选的，步骤(1)中，混合的硝酸铜与氯化铜中铜的摩尔比为1:9～7:3。混合铜源，降低成本，提高反应速率和铜纳米线的产率。进一步优选的，步骤(1)中，混合的硝酸铜与氯化铜中铜的摩尔比为1:9～2:8。进一步优选的，混合的硝酸铜与氯化铜中铜的摩尔比为2:8～7:3。

优选的，步骤(1)中，所述还原糖为葡萄糖或者蔗糖。弱还原剂，原材料便宜，无毒无味。