[发明专利]一种溶剂回收循环利用的银纳米线连续生产方法

说明书

本发明涉及一种溶剂回收循环利用的银纳米线连续生产方法，该方法包含如下步骤：在多元醇中依次加入硝酸银、表面活性剂和卤化盐的多元醇溶液，搅拌均匀得反应液，于100～200℃油浴中反应40～120min之后，50～200℃下热离心或热过滤分离，得到银纳米线产物和多元醇清液。往多元醇清液中再依次补充加入硝酸银的多元醇溶液和卤化盐的多元醇溶液，搅拌均匀得反应液，于上述反应条件下反应并热分离，再次获得银纳米线产物和多元醇清液，如此往复，完成银纳米线的连续生产和多元醇的循环利用。本发明采用热离心或热过滤技术，实现多元醇法制备银纳米线工艺中多元醇溶剂的循环利用，并可以在线连续生产，降低了成本，提高了效率，且绿色环保。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种溶剂回收循环利用的银纳米线连续生产方法。

背景技术

纳米银线具有高稳定性、高导电、高导热、高效催化和抗菌等银本身的性质，同时其一维尺寸效应使其还具有超高比表面积和耐曲挠性等特点。纳米银线的独特性质使其在导电胶、传感器、水体净化、食品保鲜、催化剂、光伏银浆等领域都有着广泛的应用前景。此外，纳米银线可以互相搭接形成二维导电网络，其中空隙比例高，且纳米银线直径远小于1μm，没有莫瑞干涉问题，因此纳米银线网络在保证高导电性的同时，还能实现很高的透光率和分辨率，是制作透明电极的理想材料，加之纳米银线的耐曲挠性，尤其适合制作柔性透明电极。透明电极在显示器、触控屏和太阳能电池等领域都是必不可少的，市场需求量巨大。而高品质的柔性透明电极更是实现新一代折叠屏手机、未来可穿戴设备等普及应用的关键所在。因此，用来制造透明电极，尤其是制造面向未来的柔性透明电极，是纳米银线的一个主要应用方向，也为纳米银线的生产研发提供坚实的产业基础和强大的现实驱动力。

以触控屏、OLED(有机发光二极管)和太阳能电池三个透明电极的应用领域为例，其市场规模和发展前景都相当可观，而三者未来进一步发展都离不开柔性透明电极。触控技术开辟了移动终端人际交互操作的新模式，并全面进入PC、平板电脑、游戏机、电子书等领域。而随着智能手机、平板电脑、车载移动终端及商业化信息查询系统等智能终端产品的普及推广，全球触摸屏产品和技术发展突飞猛进，产业规模不断提升。而近期，各大厂商相继发布商品化的折叠屏手机，使其迅速成为智能手机的技术高地和行业热点，这必将带动未来对高品质柔性透明电极的需求。在OLED领域，柔性透明电极同样至关重要。OLED能产生更舒适的光源，可视角度大，且节能，更重要的是，其柔性特质给设计带来了无限可能，因而备受各大电子设备厂商青睐，被认为是下一代照明及显示技术，而要推动OLED的发展及应用，优质的柔性透明电极是关键之一。对于太阳能电池的发展，柔性透明电极也占有重要地位。2015年全球太阳能电池总产量约60GW(中国大陆占65％以上)，市场规模超过1500亿元。应用柔性透明电极的主要为新型的薄膜太阳能电池。薄膜太阳能电池因为可使用廉价的衬底材料(如玻璃、不锈钢、聚酯膜等)，有柔性，材料禁带宽度可调控，组件温度系数低等优点，在光伏市场的有可观的市场比例。2015年约占10％的市场份额，且未来在柔性透明电极材料发展完善之后，其市场份额将进一步增大。

目前几乎所有透明电极上使用的透明导电材料都是氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO，或者掺锡氧化铟)。但ITO透明电极有几个不足之处：(1)铟的价格高昂且供应受限。铟在地壳中的含量为1×10-5％，且较为分散，至今为止没有发现过富矿，只是在锌和其他一些金属矿中作为杂质存在。因此铟被归类为稀有金属。全球预估铟储量仅5万吨，其中可开采的占50％。由于未发现独立铟矿，工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟，回收率约为50-60％，真正能得到的铟只有1.5-1.6万吨(为银的1/50不到)。这在未来必将影响ITO透明电极的稳定供应。(2)ITO薄膜缺乏柔韧性，难以应用于柔性透明电极。厚度约100μm的ITO薄膜，不破裂的极限曲率半径为6mm左右。因此ITO透明电极存在过度弯曲时易发生破裂的危险。这对于其在越来越重要的柔性透明电极上的应用是一个致命的缺陷。(3)需要真空溅射制膜，工艺成本较高，且对衬底材料耐热性有一定要求，这也限制了其在柔性透明电极上的应用。因此，急需研发适用于柔性透明电极的下一代透明导电材料，替代ITO。