[發明專利]一種銀納米線的快速高濃度合成方法

無效

• 申請號: 201110416160.0
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102423808A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 王會才;張曉清
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，具體地說是一種銀納米線的快速高濃度合成方法。

背景技術

銀納米線是一種新型的一維納米材料，除了具有納米粒子比表面積大、表面活性高、催化性能優良等特性，還具有獨特的表面等離子共振效應和優良的導電性能，已廣泛應用于表面增強拉曼技術、生物標記及生物檢測技術、功能納米器件等領域，受到人們的廣泛關注。銀納米線的合成是其應用的基礎，因此，銀納米線的合成研究受到了廣泛關注和重視，特別是快速、高濃度合成方法的研究，對于銀納米線的商業化規模生產及應用具有重要意義。

目前，銀納米線的制備中最主要的方法是Y.Sun，Y.Xia等[Y.Sun，B.Gares，et?al.Nano?Letters?2002，2，165-168；Y.Sun，Y.Yin，et?al.Chemistry?of?Materials?2002，14，4736-4745]提出的多元醇法，該方法主要是利用多元醇在聚乙烯吡咯烷酮的誘導下還原硝酸銀制備銀納米線。在多元醇法中由于乙二醇的介電常數高，除了能溶解制備銀納米線的前驅體硝酸銀外，還可以溶解部分高分子穩定劑，是目前多元醇法中最常用的溶劑。近年來，科研工作者通過在反應體系中加入適當的陰陽離子、中性分子及其他控制劑改進了銀納米線的制備[C.Chen，L.Wang，et?al.Nanotechnology?2007，18，115612-115619；B.Wiley，Y.Sun，Y.Xia?Langmuir?2005，14，8077-8080；W.J.Zhang；P.Chen，et?al.Chemistry?ofMaterials?2008，20，1699-1704]，但是仍存在反應前驅體硝酸銀濃度低、反應時間長、納米線產率低、需要惰性氣體保護等缺陷，限制了其大規模生產及應用。因此，開發一種快速、濃度銀納米線的制備方法，得到形貌、尺寸可控的銀納米線，將大大加快銀納米線商業化應用進程。本發明就是利用促進劑和形貌控制劑，實現銀納米線的快速、高濃度合成。

發明內容

為了克服銀納米線現有合成技術的不足，本發明的目的是提供一種銀納米線的快速、高濃度合成方法，且無需惰性氣體保護。

快速高濃度合成銀納米線的步驟如下：

在攪拌、冷凝回流下，采用油浴加熱控制溫度在140～180℃，將體積份為1份的乙二醇溶液預熱10min，然后加入體積份為1份、濃度為0.1～3M的硝酸銀乙二醇溶液，最后緩慢加入體積份為1份、濃度為0.1～9M的聚乙烯吡咯烷酮、濃度為0.1～10μ的促進劑和形貌控制劑乙二醇溶液，反應時間為8～30min，冷卻至室溫得到銀納米線母液；

所得的銀納米采用離心分離的方法提純，將銀納米線母液移至離心管中，加入體積為母液體積5～10倍的丙酮溶液，在1500～5000rpm的轉速下離心分離，移走上層清夜，留取底層沉淀物，重復1～2次此過程，再將得到的沉淀物加入體積為反應母液體積5～10倍的去離子水或乙醇溶液中，混合均勻后在1500～4000rpm的轉速下離心分離，移走上層清夜，留取底層沉淀物，重復此過程2～3次，最后將得到的銀納米線分散儲存于去離子水或乙醇溶液中。

所述的聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀的摩爾比，即聚合物的重復單元與銀離子的摩爾比為0.5～3∶1。

所述的反應最佳溫度為140～180℃。

所述所述的促進劑和形貌控制劑為L-半胱氨酸，銀離子與L-半胱氨酸的摩爾比為10⁷∶1～100。

所述的硝酸銀乙二醇溶液的加入速度控制在20～50mL/min，聚乙烯吡咯烷酮、促進劑和形貌控制劑的乙二醇溶液加入速度控制在1mL～10mL/min。

所述的銀納米線的提純方法為離心分離，其中丙酮、去離子水或乙醇與母液的體積比為5～10倍。

本發明與背景技術相比具有如下優勢：

1.反應采取一步法，無需惰性氣體保護，操作簡單。

2.反應中銀納米線的前驅體硝酸銀的濃度明顯提高，最大可由0.1M提高到3M。

3.反應速度明顯加快，只需8～30min，大大縮短了制備周期，提高了合成效率。

4.反應得到的銀納米線尺寸均一，形貌尺寸可通過控制劑調節，提純后可得到平均直徑在100～300nm，平均長度為10～100μm。

5.反應穩定性好，所得銀納米線的產率高，且重現性好。