[發(fā)明專利]一種制備納米銀線的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410075137.3
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103894620A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳平;程曉丹;陳明富
• 申請（專利權(quán)）人: 上海富信新能源科技有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 梁海蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一維納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種制備納米銀線的方法。?

背景技術(shù)

一維納米材料包括納米線、納米管、納米棒等，由于一維納米材料具有微觀一維結(jié)構(gòu)，大的比表面積等特性，所以其在催化、環(huán)保及其它功能材料組裝領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景。銀材料本身具有很好的導(dǎo)電性，在光學(xué)，電化學(xué)、催化、吸附和分離等領(lǐng)域有著廣泛的用途，而合成由納米銀線是近年來材料領(lǐng)域的一個研究熱點。?

目前，納米銀線的合成主要依賴于高溫化學(xué)蒸汽沉降；硬模板法和溶膠凝膠。其中，高溫化學(xué)蒸汽沉降是在高溫1000℃以上的情況下，通過鼓氣的方式使銀與金屬催化劑混合，所述的金屬催化劑為鐵、鈷、金、鎳、鎵等，在金屬催化劑的作用之下生長納米銀線；該方法能夠方便地獲得納米銀線但是所需的反應(yīng)條件很苛刻，使用該方法無法達到大規(guī)模生產(chǎn)納米銀線的要求。硬模板法是在氧化鋁模版的幫助下，在其孔道中沉降銀粒子，得到一維納米銀線；這個方法生產(chǎn)的納米銀線的質(zhì)量往往不高，一維結(jié)構(gòu)容易塌陷。溶膠凝膠法是通過銀與模板劑的作用，生長納米銀線，然后再通過焙燒或化學(xué)腐蝕去除模板劑，最終得到納米銀線；這個方法不需要很高的溫度，可以在比較溫和的條件下生長納米線，但是需要消耗模板劑，合成成本高，而且模板劑的焙燒也會對環(huán)境造成污染同樣不適合大規(guī)模生產(chǎn)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種制備納米銀線的方法，本發(fā)明中公開的制備納米銀線的方法步驟簡單，過程容易控制，而且成本低，可以大規(guī)模生產(chǎn)，同時生產(chǎn)過程中不會造成環(huán)境的污染。?

為實現(xiàn)上述目的及其它目的，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。?

一種制備納米銀線的方法，包括如下步驟：?

1)單晶硅在丙酮中浸泡5～20分鐘，水洗；?

2)將步驟1)中處理好的單晶硅置于濃度為3～6g/L的硝酸銀水溶液中；所述單晶硅與所述硝酸銀水溶液的固液比是0.05～0.1g/mL；?

3)加入氫氟酸，在40～60℃條件下密封反應(yīng)1～5小時，其中所述氫氟酸與步驟2)中所述硝酸銀水溶液的體積比為0.2～0.4；?

4)對步驟3)中的反應(yīng)產(chǎn)物進行水洗、超聲，并用3～8wt％的硝酸水溶液浸泡后，分離出固體并水洗，獲得產(chǎn)物納米銀線。?

本發(fā)明上述制備方法的原理為氧化還原機理，具體為：氫氟酸刻蝕硅表面的過程中，硅失電子，而溶液中的銀離子得到電子生成了單質(zhì)銀。?

優(yōu)選地，所述的單晶硅選自硅粉或硅片，所述硅片的晶型為p型100晶面。?

更優(yōu)選地，所述的硅粉的目數(shù)為40～80目。?

更優(yōu)選地，所述的硅片電阻率為3～8歐/厘米，厚度為150～400nm。?

優(yōu)選地，步驟2)中所述硝酸銀的濃度為4～5g/L。?

優(yōu)選地，所述氫氟酸與步驟2)中所述硝酸銀水溶液的體積比為0.2～0.25。?

優(yōu)選地，用3～8wt％的硝酸水溶液浸泡的時間為1-5分鐘。?

優(yōu)選地，用5～6wt％的硝酸水溶液浸泡的時間為1-5分鐘。?

用本發(fā)明中公開的制備方法制備的納米銀線的長度為：5～50μm，直徑為40～200nm。?

本發(fā)明是一種用硝酸銀水溶液作為原料，通過氫氟酸刻蝕硅表面還原銀離子得到一維生長的納米銀線方法。本發(fā)明中上述技術(shù)方案的有益效果為：本發(fā)明中公開的方法制備條件簡單易控，工藝條件成本低，制備效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)品純度大于95％，有良好的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景。?

用本發(fā)明公開的方法制備的納米銀線在先進催化劑的設(shè)計、納米器件組裝、微觀傳導(dǎo)以及先進光學(xué)、電學(xué)材料的合成等領(lǐng)域中有潛在應(yīng)用。?

附圖說明

圖1為本實施例1中獲得的納米銀線的SEM圖片；?

圖2為本實施例2中獲得的納米銀線的SEM圖片；?

圖3為本實施例3中獲得的納米銀線的SEM圖片。?

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。?

本實施例中獲得的產(chǎn)品的掃描電鏡照片SEM均在Philips?XL30D6716儀器上攝取。通過SEM結(jié)果可知，所的產(chǎn)物純度很高，全都具有一維線狀形貌。?

實施例1?

1)本實施例中所使用的單晶硅為1cm×1cm單晶硅片；所述單晶硅片P型100晶面，電阻率為3～8歐/厘米，厚度為350nm，單面拋光。單晶硅在丙酮中浸泡5分鐘，水洗；?