[发明专利]一步法制备核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线的方法

说明书

本发明涉及一步法制备核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线的方法。包括以下有效步骤：(1)将金属铜盐分散在去离子水中，加入吡咯后磁力搅拌半个小时，得到混合均匀的溶液；(2)向步骤(1)得到的溶液中加入长链烷基胺和还原剂，室温下搅拌过夜，得到混合溶液；(3)把步骤(2)得到的混合溶液加热6～12个小时，并用去离子水和无水乙醇对反应产物离心洗涤，即可得到核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线。通过本发明这种简单的一步法制备核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线的复合纳米线材料，在保持铜纳米线导电性的同时有效提高了铜纳米线的抗氧化性；另一方面本发明提供的核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线合成方法工艺简单，成本低廉，能够实现大规模的工业生产。

技术领域

本发明属于一维金属纳米材料制备领域，具体涉及一步法制备核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线的方法。

背景技术

近年来，金属纳米材料因其优异的电学、光学、热学和催化性能等优点成为研究的热点之一。纳米线、纳米棒、纳米片和纳米管等一维金属纳米材料具有卓越的导电性和机械柔韧性，被广泛的应用于纳米光子学、催化、电子学和传感器等领域。目前，贵金属纳米晶体的可控合成主要是关于银、金、铂等纳米结构。在众多的金属纳米结构中，银纳米线的稳定性好、导电性高、柔韧性好，并且合成技术已基本成熟，已被广泛应用在了电子学、纳米光子学等诸多领域。但是银的价格昂贵，资源有限，并不适合大规模的工业应用。相对于金和银等贵金属纳米线，铜纳米线具有与之类似的导电、导热、机械性能，同时铜的价格低廉，储量丰富等优势，逐渐成为代替银和金等贵金属的最佳选择。美中不足的是铜纳米线的表面能和表面活性比较大，从而导致了铜纳米线在空气中极易受到水蒸气和氧气的影响而被氧化成氧化铜或氧化亚铜，导致它的导电性、机械性能和热稳定性等性能下降。

目前对铜纳米线进行表面修饰形成一种核壳结构以及双金属异质结构是提高其抗氧化性的主要措施，例如在铜纳米线表面包裹一层还原氧化石墨烯形成核壳结构，或者在铜纳米线表面沉积一层贵金属纳米晶粒形成金属异质结构。但是大多数的方法都需要两步或多步法来实现，一般是先合成铜纳米线，然后再把还原氧化石墨烯或贵金属纳米晶粒包裹在铜纳米线表面，制备过程繁琐且不可控，化学稳定性欠佳。

发明内容

本发明针对上述的铜纳米线制备所存在的技术问题，提出一种方法简便，能够实现一步制备制备核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线的一步法制备核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种一步法制备核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线的方法，包括以下有效步骤：

(1)将金属铜盐分散在去离子水中，加入吡咯后磁力搅拌半个小时，得到混合均匀的溶液；

(2)向步骤(1)得到的溶液中加入长链烷基胺和还原剂，室温下搅拌过夜，得到混合溶液；

(3)把步骤(2)得到的混合溶液加热6～12个小时，并用去离子水和无水乙醇对反应产物离心洗涤，即可得到核壳结构的聚吡咯包裹的铜纳米线。

作为优选，步骤(1)中，所述的金属铜盐为无水氯化铜，二水氯化铜，硝酸铜，硫酸铜中的至少一种物质。

作为优选，步骤(1)中，所述吡咯与铜的质量比为1：4～1。

作为优选，步骤(1)中，所述磁力搅拌的速度为150～350r/min。

作为优选，步骤(2)中，所述长链烷基胺为十四烷基胺、十六烷基胺或十八烷基胺中的任意一种物质。

作为优选，步骤(2)中，所述还原剂为葡糖糖、抗坏血酸或蔗糖。

作为优选，步骤(3)中，加热温度在70℃～100℃之间。

作为优选，步骤(3)中，反应的产物用去离子水和无水乙醇在2000r/min～5000r/min下离心洗涤多次。