[發明專利]大量制備單分散銀納米線的方法

有效

• 申請號: 201210100984.1
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102728848A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 楊誠;袁銘輝
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;金小芳

相關申請

本專利申請要求美國臨時專利申請號61/457453的優先權，該臨時申請已由發明人轉讓給本申請人，并于2011年3月31日提交，其內容以引用方式并入本文。

技術領域

本發明涉及銀納米線的制備技術。銀納米線可用于導電膜、電路線、導電纖維、微電極和傳感器等。

背景技術

納米尺寸的材料在性能上與類似的宏觀材料顯著不同，并且其大小、形貌及尺寸對材料性質有極大影響。因此，材料科學家一直致力于開發出一種用于制備形狀、大小和形態可控的納米材料的簡單而有效的方法，從而調整材料的性質。納米銀作為一種重要的材料，已在光學、電學、熱學和力學性能方面被廣泛的研究，已引起材料科學家的極大關注。另外，銀納米線表現出一維的各向異性，其在工業、軍事、衛生和醫學領域的各種應用方面，表現出巨大的價值。因此，大規模制備銀線并降低成本是非常迫切的需求。

發明內容

本發明包括以下方面：

1)一種制備單分散銀納米線的方法，包括：將覆蓋劑、氯鹽和銀鹽與作為還原性溶劑的多元醇混合，以形成均質的反應溶液，該反應溶液中還含有0.001％重量～5％重量的水；將所述溶液的溫度提高到低于該溶液的沸點的溫度，形成熱溶液；以及將所述反應溶液中的銀鹽還原而形成金屬納米線。

2)根據上述第1)項所述的方法，還包括：所述的氯鹽為金屬氯化物的水溶液，該金屬氯化物為從氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、氯化鈣和氯化鎂當中選出的至少一種化合物；所述的覆蓋劑為選自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺和它們的共聚物中的至少一種物質，其分子量為1000到5,000,000之間；所述的銀鹽為從硝酸銀、醋酸銀、四硼酸銀、三氟乙酸銀和高氯酸銀當中選出的至少一種化合物。

3)根據上述第1)-2)項中任一項所述的方法，其中將所述溶液的溫度提高的步驟包括：將溫度升高到210℃至該溶液的沸點之間的一個溫度；以及該方法還包括：在所述還原步驟之后，將所述熱溶液的溫度降低，然后用稀釋劑對該溶液進行稀釋。

4)根據上述第1)-3)項中任一項所述的方法，其中所述稀釋劑選自水、丙酮、乙酸乙酯和C₁-C₄醇。

5)根據上述第1)-4)項中任一項所述的方法，其中將所述溶液的溫度提高的步驟包括：將溫度提高至170℃和220℃之間，但低于該溶液的沸點溫度，并且該方法還包括：在所述還原步驟之后，將該溶液的溫度降低，然后用稀釋劑對該溶液進行稀釋。

6)根據上述第1)-5)項中任一項所述的方法，其中所述的反應溶液包含0.1％重量至5％重量的銀鹽。

7)根據上述第1)-6)項中任一項所述的方法，還包括對經稀釋的所述溶液離心，得到所述的銀納米線。

8)根據上述第1)-7)項中任一項所述的方法，其中所述的覆蓋劑是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，其分子量為10,000到55,000。

9)根據上述第1)-8)項中任一項所述的方法，包括使用甘油作為所述的還原性溶劑。

10)根據上述第1)-9)項中任一項所述的方法，還包括：將反應溶液的組分分為固體反應物和還原性溶劑，將固體反應物和還原性溶劑在攝氏20度至攝氏150度之間的第一溫度下混合，并且在170℃至220℃之間的第二溫度下進行所述的還原反應。

11)根據上述第1)-10)項中任一項所述的方法，其中所述的反應溶液含有硝酸銀、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、氯化鈉、水和甘油。

12)根據上述第1)-11)中任一項所述的方法，在所述反應溶液中，氯離子和銀離子的摩爾比在約0.001和0.5之間；水和還原性溶劑的摩爾比在0.001和0.3之間，并且覆蓋劑的用量為溶液的質量含量的0.5％到25％之間。

附圖說明

圖1是例1所制備的材料掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

圖2是例2所制備的材料SEM圖像。

圖3是例3所制備的材料SEM圖像。

圖4是例4所制備的材料SEM圖像。

圖5是例5所制備的材料SEM圖像。

圖6是例6所制備的材料SEM圖像。

圖7是例7所制備的材料SEM圖像。

圖8是例8所制備的材料SEM圖像。

圖9是例9所制備的材料SEM圖像。

圖10是紫外光-波長圖譜，展示了在例1的條件下在反應的不

同階段，銀納米材料的吸收光譜。

具體實施方式