[發明專利]一種納米銀線及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911413438.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111001820B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 曹國俊;王瑞琦;王成
• 申請（專利權）人: 海泰納鑫科技（成都）有限公司
• 主分類號: B22F9/16
• 分類號: B22F9/16;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 李玲

本發明公開了一種納米銀線的制備方法，采用“一鍋法”，即在同一反應容器內先后進行納米銀線的成核過程和生長過程，應用“低溫成核，高溫生長”的理論，即在較低的溫度下形成納米銀十面體，在較高的溫度下促進納米銀線的生長。應用該方法制備的納米銀線，直徑大小均勻，在電子器件和/或光子器件領域有較大的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，特別是涉及一種納米銀線及其制備方法和應用。

背景技術

透明導電薄膜是許多電子和光電子器件的重要組成部分，如顯示器屏幕、電子紙、太陽能電池等。近年來，隨著觸控電子產品的普及以及對觸控屏技術日益增長的需求，人們對透明導電薄膜的要求越來越高。傳統的氧化銦錫(ITO)材料由于銦資源短缺、柔韌性差、制造工藝復雜、能耗高等問題，已經無法進一步滿足新一代觸控技術的發展要求，尋找新的替代材料顯得尤為必要。納米銀線作為一種一維導電材料，具有很高的比表面積和優良的電學、光學性能。以納米銀線構成的導電網絡具有優異的導電性、透光性和柔韌性，因而納米銀線被譽為最有可能替代ITO的柔性透明導電薄膜材料。此外，由于納米銀線的大長徑比效應，使其在導電膠、抗靜電涂層等領域也有廣泛的應用前景。

合成納米銀線有多種方法，如硬模板法、晶種生長法等，但以上合成方法有很大的局限性，如操作復雜、原料成本較高等問題，難以適應工業大規模生產。另外，傳統的分離納米銀線的方法需要使用大量的丙酮，但丙酮毒性較大、沸點低、揮發性大，容易污染環境。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中合成方法的局限性以及分離方法的高污染性，而提供一種納米銀線的制備方法，該制備方法采用“一鍋法”，即在同一反應容器內先后進行納米銀線的成核過程和生長過程，簡化了制備工藝。

本發明的另一方面是提供由上述制備方法制備的納米銀線。

本發明的另一方面是提供上述納米銀線在電子器件和/或光子器件中的應用。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種納米銀線的制備方法，包括順序執行的以下步驟：

步驟1：向乙二醇中加入氯化鉀、溴化鉀、氯化鐵、氯化鋁、硫酸鋁和聚乙烯吡咯烷酮得混合溶液A；

步驟2：將所述混合溶液A于成核溫度保溫30-60min，所述成核溫度為0-180℃；

步驟3：向所述混合溶液A中加入硝酸銀的乙二醇溶液得混合溶液B；

步驟4：所述混合溶液B首先在所述成核溫度下反應0.5-5h，然后在生長溫度下反應0.5-5h，所述生長溫度為50-197℃，最后冷卻至室溫得納米銀線母液；

步驟5：所得納米銀線母液純化分離得含有納米銀線的納米銀線分散液；

所述氯化鉀、溴化鉀、氯化鐵、氯化鋁、硫酸鋁和硝酸銀在混合溶液B中的濃度分別為0.1-10mmol/L、0.1-10mmol/L、0-10mmol/L、0-10mmol/L、0-10mmol/L、10-500mmol/L。

上述技術方案中，所述成核溫度為140-160℃，所述生長溫度為150-170℃。

上述技術方案中，所述硝酸銀的乙二醇溶液的濃度為0.1-2.0mol/L。

上述技術方案中，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量為58000-1300000；所述聚乙烯吡咯烷酮在混合溶液B中的濃度為10-500mmol/L。

上述技術方案中，步驟5中，所述純化分離方法包括以下步驟：

步驟a：向所得納米銀線母液中加入洗滌溶劑，攪拌均勻，靜置沉淀后倒掉上清液，得沉淀；

步驟b：所得沉淀加入無水乙醇和濃氨水，攪拌均勻后離心分離，得納米銀線粗品；