[發明專利]一種超細銀納米線的規模化制備及提純方法

有效

• 申請號: 202011636647.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112809017B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 陳百利;丁軼;雷震
• 申請（專利權）人: 珠海納金科技有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/054;B22F1/145;B82Y40/00;B01D29/56;B01D29/60;B01D29/86
• 代理公司: 綿陽遠卓弘睿知識產權代理事務所(普通合伙) 51371
• 代理人: 張忠慶

本發明公開了一種超細銀納米線的規模化制備及提純方法，包括：將乙二醇與二乙二醇混合，加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌溶解，然后加入硝酸銀，攪拌使硝酸銀溶解，然后加入四丁基氯化銨和四丁基溴化銨的乙二醇溶液，攪拌，加入六水合三氯化鐵，加熱反應后自然冷卻至室溫，得到超細銀納米線母液；將超細銀納米線母液稀釋，然后加入過濾裝置，分離純化得到極純的超細銀納米線。本發明提供的超細銀納米線制備方法，制備的銀納米線直徑范圍更窄，長徑比大。該制備方法不需要惰性氣體、昂貴試劑和有毒試劑，制備成本低，操作簡單，適合工業化生產，后處理簡單處理費用少。

技術領域

本發明涉及一維納米材料制備技術領域，具體涉及一種超細銀納米線的規模化制備及提純方法。

背景技術

氧化銦錫(ITO)透明導電電極在光伏產業、觸屏顯示、表面增強拉曼光譜、有機發光二極管等領域具有廣泛應用。近年來柔性電子器件的強烈市場需求，柔性透明導電電極受到越來越多關注。ITO因其內在的脆性不能應用于柔性器件中，此外原材料的稀缺性和制備工藝復雜導致ITO成本高昂。銀納米線因其極高的導電性、透光性、柔韌性、較好的穩定性和較低的成本。同時，其生產工藝簡單、良率高。線徑較小，長度較長的銀納米相互搭接成線網導電薄膜導電性好，透光性良好，彎曲時電阻變化率較小，應用在曲面、柔性顯示的設備上更具有優勢。成為最具前景的柔性透明電極材料之一。

銀納米線的直徑越小，散射越小，長度越長成膜時搭接點越少導電性越強，高性能的銀納米線導電膜一般要求銀納米線的直徑小于20nm，長徑比大于1000。目前，市面上能量產的銀納米線最細直徑為25nm。

目前超細銀納米線的主要制備方法較少，能適合大規模制備的方法更少。Zhang等采用多步合成方法合成了平均直徑為17nm的銀納米線[Nanoscale,2018,10,15468-15484]。Chen等在惰性氣體保護下，溴離子、氯離子存在下，用乙二醇還原硝酸銀制備了平均直徑為20nm，長度為20微米的銀納米線[Chen?G,Bi?L,Yang?Z,et?al.Water-BasedPurification?of?Ultrathin?Silver?Nanowires?toward?Transparent?ConductiveFilms?with?a?Transmittance?Higher?than?99％[J].ACS?applied?materialsinterfaces,2019,11(25):22648-22654.]。該方法需要在惰性氣體保護下，增加了生產成本。Yuan等在四丁基二溴氯化銨代替溴化鈉和氯化鈉，用乙二醇還原硝酸銀制備了平均直徑為16nm的銀納米線，他們采用離心法提純銀納米線[Yuan?X,Yang?H,Li?Y,etal.Synthesis?of?Silver?Nanowires?by?Using?Tetrabutyl?Ammonium?Dibromochlorideas?the?Auxiliary?for?Low-Haze?Flexible?Transparent?Conductive?Films[J].Langmuir,2019,35(36).]。該制備方法雖然不需要惰性氣體保護，但是需要非常昂貴的四丁基二溴氯化銨，離心法提純會導致銀納米線團聚，影響銀納米線導電膜性能。

以上方法要么每次制備量少，要么顆粒、短棒等雜質多，而且制備成功率不穩定，要么步驟多，要么需要氮氣保護，給大規模制備增加了成本，都不適合工業化制備。

由于直徑為20nm及以下的超細銀納米線在制備過程中產生更多顆粒，且有機分子包裹在細銀納米的表面更加牢靠，因此超細銀納米的提純更具挑戰。