[發明專利]一種低成本快速制備銅納米線的方法

有效

• 申請號: 201810220699.0
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108526480B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 李東升;陳強;楊德仁
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 徐敏

本發明公開了一種低成本快速制備銅納米線的方法，包括如下步驟：(1)先將硝酸銅和氯化銅兩種二價銅鹽粉末混合，加入高分子長鏈有機胺十六烷，再加入還原糖和去離子水，得到混合液A；(2)將混合液A置于室溫下攪拌9～11h，攪拌完成后再加熱5～6h，得到混合液B；(3)將混合液B離心，并將底部的沉淀物用60～90℃去離子水在6000r/min～9000r/min下離心洗滌；本發明不但操作簡單快速，可制備得到長徑比優良的銅納米線，而且成本相比現有技術降低9％～20％，反應速率提高10％～15％。

技術領域

本發明涉及金屬納米線領域，特別涉及一種低成本快速制備銅納米線的方法。

背景技術

在現代納米科學技術領域中，銅納米線由于具有獨特的光學、電學、力學和熱學性質而成為制備透明柔性導電電極的優良材料。銅價格低廉，銅的導電性僅僅比銀低6％，而其儲量比銀豐富1000倍，價格僅僅是銀或ITO的1％左右，自然存儲量較大，是實際應用中替代貴金屬的理想材料，有可能代替ITO和銀納米線。

如何制備單分散、穩定的銅納米線也成為該領域的研究熱點。在各種制備銅納米線的方法中，液相還原法不僅可以解決以上問題，且該方法具有制備條件限制少、成本低、簡單易行等優點而被廣泛應用于銅納米線的大量合成。例如申請號為201110144380.2的專利文獻公開了單晶銅納米線制備方法，將二價金屬銅鹽溶液和乙二胺混合后水浴加熱形成單一、穩定的銅離子螯合物，將強堿溶液和水合肼混合后在同一溫度水浴下配成還原劑；然后將這兩種混合溶液轉入反應容器中，充分搖勻后蓋好，置于同一溫度水浴中加熱反應，制備銅納米線；將漂浮在溶液上層的片狀銅納米線打撈出來，依次用去離子水和無水乙醇洗滌三次以上，在室溫和Ar氣保護條件下干燥即得銅納米線。

又例如申請號為201210323822.4的專利文獻公開了使用貴金屬作為催化劑，100℃～200℃下反應2～20小時生成平靜直徑60nm的銅納米線；申請號為201410346038.4的專利文獻公開了100℃～150℃下使用油浴，得到直徑為30～70nm的銅納米線。

上述現有技術，為了制成膜以后的透光率和導電率，需要銅納米線具有優良的長徑比，工業生產中，繁瑣的工藝和成本也是十分重要的。所以，在保證銅納米線品質優良的前提下，去簡化工藝，減少成本在柔性電極材料研究方面有著重要的研究意義。

發明內容

本發明提供了一種低成本快速制備銅納米線的方法，混合硝酸銅和氯化銅制銅納米線，減少成本的同時，不用密封和油浴，簡單方便，還生成長徑比優良的銅納米線。

一種低成本快速制備銅納米線的方法，包括如下步驟：

(1)先將硝酸銅和氯化銅兩種二價銅鹽粉末混合，加入高分子長鏈有機胺，再加入還原糖和去離子水，得到混合液A；

(2)將混合液A置于室溫下攪拌9～11h，攪拌完成后再加熱5～6h，得到混合液B；

(3)將混合液B離心，并將底部的沉淀物用去離子水離心洗滌。

本發明混合硝酸銅和氯化銅生成的銅納米線，不但操作簡單快速，還制備得到直徑為15～90nm，長度為3um～110um的銅納米線，長徑比優良；而且因為采用硝酸銅和氯化銅混合的二價銅鹽，成本相對現有技術降低9％～20％，反應速率提高10％～15％。

高分子長鏈有機胺可以為十六胺、十六烷基叔胺、十八胺或十四胺。優選的，所述高分子長鏈有機胺為十六胺，制備出的銅納米線最優良。

優選的，步驟(1)中，混合的硝酸銅與氯化銅中銅的摩爾比為1:9～7:3。混合銅源，降低成本，提高反應速率和銅納米線的產率。進一步優選的，步驟(1)中，混合的硝酸銅與氯化銅中銅的摩爾比為1:9～2:8。進一步優選的，混合的硝酸銅與氯化銅中銅的摩爾比為2:8～7:3。

優選的，步驟(1)中，所述還原糖為葡萄糖或者蔗糖。弱還原劑，原材料便宜，無毒無味。