一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，包括以下步骤：将银纳米线水分散液与金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液混合，使混合后液体中金属盐的浓度为0.5～5.0毫摩尔/升、六次甲基四胺的浓度为2.5～25毫摩尔/升，从而制得银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体；将所述银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体置于0～180℃下反应10～90分钟，从而制得以银纳米线为核体、以金属氧化物为外壳的核壳结构银@金属氧化物复合纳米线。本发明专利技术不仅能够制备出长径比较高、分散性良好、粒径均一、性能稳定的银@金属氧化物复合纳米线，而且工艺过程简单、生产效率高、对各种组成的金属氧化物普遍适用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核壳结构纳米复合材料领域，尤其涉及一种银@金属氧化物复合纳米线(即以银纳米颗粒为核体、以金属氧化物为外壳的核壳结构复合纳米线)的制备方法。
技术介绍
核壳结构是一种材料通过化学键或其他作用力将另一种材料包覆起来形成的有序组装结构，通常采用“a@b”的形式来表示，其中，a表示核体材料，b表示外壳材料，例如：Ag@SiO2表示以Ag为核体、以SiO2为外壳的核壳结构复合材料。核壳结构纳米复合材料是一种复合化、低维化、智能化的多功能纳米复合材料，具有许多独特的物理和化学特性，因此核壳结构纳米复合材料在超疏水表面涂层、材料学、化学、磁学、电学、光学、生物医学、催化等领域都具有广阔的应用前景。银纳米线具有良好的导电性能，而且其小尺寸效应、量子效应和高比表面效应使其具有独特的光学、电学和生物学特性，因此银纳米线越来越受到人们的关注。近年来出现了一些银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，但现有这些制备方法繁琐复杂，而且所制得的银@金属氧化物复合纳米线长径比低、分散性差、粒径不均一、性能不稳定。
技术实现思路
为了解决上述现有制备方法中的技术问题，本专利技术提供了一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，不仅能够制备出长径比较高、分散性良好、粒径均一、性能稳定的银@金属氧化物复合纳米线，而且工艺过程简单、生产效率高、对各种组成的金属氧化物普遍适用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将银纳米线水分散液与金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液混合，使混合后液体中金属盐的浓度为0.5～5.0毫摩尔/升、六次甲基四胺的浓度为2.5～25毫摩尔/升，从而制得银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体；步骤B、将所述银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体置于0～180℃下反应10～90分钟，从而制得银@金属氧化物复合纳米线。优选地，对步骤B制得的银@金属氧化物复合纳米线进行离心处理，并对离心处理后 的固体进行清洗，从而制得纯净的银@金属氧化物复合纳米线。优选地，采用水或乙醇对所述离心处理后的固体进行清洗，从而制得纯净的银@金属氧化物复合纳米线。优选地，将银纳米线水分散液与金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液混合包括：在搅拌状态下，向银纳米线水分散液中依次加入金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液。优选地，所述的银纳米线水分散液的制备过程包括以下步骤：步骤A1、将相对分子量为40000～1300000的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液、硝酸银的乙二醇溶液、溴化钠的乙二醇溶液和氯化钠的乙二醇溶液混合在一起，使混合后液体中聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.02～0.1摩尔/升、硝酸银的浓度为0.01～0.04摩尔/升、溴化钠的浓度为0.001～0.005摩尔/升、氯化钠的浓度为0.001～0.01摩尔/升，从而制得银纳米线的反应前驱体；步骤A2、将所述银纳米线的反应前驱体置于100～250℃下反应60～180分钟，然后进行离心处理，从而制得银纳米线固体；步骤A3、将所述银纳米线固体分散到去离子水中，从而制得银纳米线水分散液。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的银@金属氧化物复合纳米线的制备方法采用了工艺简单、容易操作、成本低廉、生产效率高的种子生成法，将银纳米线水分散液与金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液混合，并在0～180℃下反应10～90分钟，从而制得了长径比较高、分散性良好、粒径均一、性能稳定的以银纳米线为核体、以金属氧化物为外壳的核壳结构银@金属氧化物复合纳米线，而且该制备方法对各种组成的金属氧化物普遍适用，这使得银@金属氧化物复合纳米线可以批量生产，十分适合在污染物光催化降解、环境治理与保护等方面工业化大规模应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为采用透射电镜分别对本专利技术实施例1最终制得的银@氧化铜复合纳米线、本专利技术实施例2最终制得的银@四氧化三锰复合纳米线、本专利技术实施例3最终制得的银@氧化锌复合纳米线和本专利技术实施例4最终制得的银@三氧化二铁复合纳米线进行检测所得到的对比透射电镜照片。图2为采用扫描电子显微镜对本专利技术实施例5中步骤c5制得的银纳米线的种子胶体溶液和步骤g5制得的银@四氧化三钴复合纳米线进行观测所得到的扫描电子显微镜照片。图3为采用X-射线衍射仪对本专利技术实施例5中步骤g5制得的银@四氧化三钴复合纳米线进行检测，从而获得的X-射线衍射图谱。图4为采用透射电镜对本专利技术实施例5最终制得的银@四氧化三钴复合纳米线进行检测所得到的透射电镜照片。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术所提供的银@金属氧化物复合纳米线的制备方法详细描述。一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将银纳米线水分散液与金属盐水溶液(例如：金属硝酸盐水溶液)和六次甲基四胺水溶液混合(例如：可以在搅拌状态下向银纳米线水分散液中依次加入金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液从而将三者混合均匀)，使混合后液体中金属盐的浓度为0.5～5.0毫摩尔/升、六次甲基四胺的浓度为2.5～25毫摩尔/升，从而制得银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体。其中，所述的银纳米线水分散液可以采用现有技术中的银纳米线水分散液，也可以采用以下步骤制备而成：(1)步骤A1、将相对分子量为40000～1300000的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液(该相对分子量为40000～1300000的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液可以采用将相对分子量为40000～1300000的聚乙烯吡咯烷酮溶解到乙二醇溶液中并搅拌均匀制备而成，在实际应用中，聚乙烯吡咯烷酮的相对分子量最好为55000)、硝酸银的乙二醇溶液、溴化钠的乙二醇溶液和氯化钠的乙二醇溶液混合在一起，使混合后液体中聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.02～0.1摩尔/升、硝酸银的浓度为0.01～0.04摩尔/升、溴化钠的浓度为0.001～0.005摩尔/升、氯化钠的浓度为0.001～0.01摩尔/升，从而制得银纳米线的反应前驱体。(2)步骤A2、将所述银纳米线的反应前驱体置于100～250℃下反应60～180分钟，然后冷却至室温后进行离心处理(例如：可以采用现有技术中的离心机以3000～14500转/分钟的转速离心处理5～100分钟)，再移去离心管中无色溶液，从而得到的绿色沉淀就是 银纳米线固体。(3)步骤A3、将银纳米线固体分散到去离子水中，从而制得银纳米线水分散液。步骤B、将所述银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体置于0～180℃下反应10～90分钟，从而制得以银纳米线为核体、以金属氧化物为外壳的核壳结构银@金属氧化物复合纳米线。其中，对步骤B制得的银@金属氧化物复合纳米线可以进行离心处理(例如：可以采用现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、将银纳米线水分散液与金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液混合，使混合后液体中金属盐的浓度为0.5～5.0毫摩尔/升、六次甲基四胺的浓度为2.5～25毫摩尔/升，从而制得银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体；步骤B、将所述银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体置于0～180℃下反应10～90分钟，从而制得银@金属氧化物复合纳米线。

【技术特征摘要】
1.一种银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、将银纳米线水分散液与金属盐水溶液和六次甲基四胺水溶液混合，使混合后液体中金属盐的浓度为0.5～5.0毫摩尔/升、六次甲基四胺的浓度为2.5～25毫摩尔/升，从而制得银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体；步骤B、将所述银@金属氧化物复合纳米线的反应前驱体置于0～180℃下反应10～90分钟，从而制得银@金属氧化物复合纳米线。2.根据权利要求1所述的银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，其特征在于，对步骤B制得的银@金属氧化物复合纳米线进行离心处理，并对离心处理后的固体进行清洗，从而制得纯净的银@金属氧化物复合纳米线。3.根据权利要求2所述的银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，其特征在于，采用水或乙醇对所述离心处理后的固体进行清洗，从而制得纯净的银@金属氧化物复合纳米线。4.根据权利要求1至3中任一项所述的银@金属氧化物复合纳米线的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李越，孙一强，杭立峰，李昕扬，刘广强，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34