基于离子液体制备银纳米线的方法及制备得到的银纳米线技术

本发明专利技术提供了一种基于离子液体制备银纳米线的方法及制备得到的银纳米线，其中，该方法包括以下步骤：(1)、将水溶性银盐、分散剂加入多羟基液态有机物中，得到混合液；(2)、将离子液体加入到步骤(1)得到的混合液中，得到反应母液；以所述反应母液的总体积计，该反应母液中水溶性银盐的浓度为0.01‑1.0mol/L；分散剂的浓度为0.01‑10.0mol/L；离子液体的浓度为0.0001‑0.005mol/L；(3)、将步骤(2)得到的反应母液进行反应，反应结束后，得到所述银纳米线。由本发明专利技术所提供的银纳米线的制备方法制备得到的银纳米线的直径小于60nm。

Method for preparing silver nanowires based on ionic liquids and prepared silver nanowires

The present invention provides a method for preparing ionic liquid silver nanowires and based on the preparation of silver nanowires, wherein, the method comprises the following steps: (1), a water soluble silver salt, dispersant polyhydroxy organic liquid, and obtain a mixed solution; (2), ionic liquid step (1) added to the mixed liquid in the reaction liquor; to the total volume of the reaction liquid, the concentration of the reaction solution of water soluble silver salt for 0.01 1.0mol/L; dispersant concentration is 0.01 10.0mol/L; concentration of ionic liquids for 0.0001 0.005mol/L; (3), step (2) the reaction solution obtained by reaction, after the reaction, the silver nanowires. The diameter of the silver nanowires prepared by the preparation method of the silver nanowires provided by the invention is less than 60nm.

【技术实现步骤摘要】
基于离子液体制备银纳米线的方法及制备得到的银纳米线
本专利技术涉及一种基于离子液体制备银纳米线的方法及制备得到的银纳米线，属于纳米材料

技术介绍
纳米材料，由于其特殊的物理化学性能，近年来成为研究的热点。在一维金属纳米线中，银纳米线由于具有良好的电导和热导性能而被研究的最多。在许多应用领域，银纳米线都具有潜在的用途，如银纳米线已应用于偏光器件、光子晶体、催化以及生物和化学传感器等领域，尤其在触摸屏、透明电极以及柔性电子器件中有着重要的应用前景。目前，基于主流透明电极材料铟掺杂氧化锡(ITO)的脆性，复杂的工艺，高成本等方面的缺陷，银纳米线透明电极材料已成为最具潜力的替代材料。银纳米线的尺寸对银纳米线透明电极材料性能的影响至关重要，银纳米线的直径越小，对可见光的散射越小，所制作的透明电极材料可见光透过率越高，雾度越低，光学性能越优异。因此，直径较小的银纳米线的制备，对于透明电极材料的应用具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种基于离子液体制备银纳米线的方法。本专利技术的目的还在于提供由上述基于离子液体制备银纳米线的方法制备得到的银纳米线。为达到上述目的，一方面，本专利技术提供一种基于离子液体制备银纳米线的方法，其包括以下步骤：(1)、将水溶性银盐、分散剂加入多羟基液态有机物中，得到混合液；(2)、将离子液体加入到步骤(1)得到的混合液中，得到反应母液；以所述反应母液的总体积计，该反应母液中水溶性银盐的浓度为0.01-1.0mol/L；分散剂的浓度为0.01-10.0mol/L；离子液体的浓度为0.0001-0.005mol/L；(3)、将步骤(2)得到的反应母液进行反应，反应结束后，得到所述银纳米线。根据本专利技术所述的方法，其中，多羟基液态有机物的用量可以根据水溶性银盐的浓度及每次反应需要加入的银盐的质量来确定。如：在本专利技术具体实施方式中，假设反应中水溶性银盐的浓度为Amol/L，需要加入的银盐的质量为Bg，则多羟基液态有机物的用量为：V＝(B/水溶性银盐的分子量)/AL。根据本专利技术所述的方法，步骤(1)中将水溶性银盐、分散剂加入到多羟基液态有机物后，可以通过超声的方法来获得澄清均匀的混合液；步骤(2)中将离子液体加入到步骤(1)得到的混合液后也可以对体系进行超声以获得反应母液。根据本专利技术所述的方法，优选地，所述水溶性银盐包括硝酸银和/或醋酸银；更优选地，所述水溶性银盐为硝酸银。根据本专利技术所述的方法，优选地，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮；更优选地，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯吡咯烷酮K60、聚乙烯吡咯烷酮K90及聚乙烯吡咯烷酮K120中的一种或几种的组合；进一步优选为聚乙烯吡咯烷酮K30。根据本专利技术所述的方法，优选地，所述多羟基液态有机物包括乙二醇、丙三醇及聚乙二醇中的一种或几种的组合；更优选地，所述多羟基液态有机物为乙二醇。根据本专利技术所述的方法，优选地，所述离子液体包括季铵盐离子液体；更优选地，所述离子液体包括四丙基氯化铵、四丙基溴化铵、四丁基氯化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵及四丁基溴化铵中的一种或几种的组合；进一步优选地，所述离子液体包括四丙基氯化铵、四丙基溴化铵及四丁基氯化铵中的一种或几种的组合。根据本专利技术所述的方法，优选地，所述离子液体为四丙基氯化铵。其中，本专利技术制备过程中离子液体作用机理：1)、Ag+首先被还原成粒径<50nm的Ag纳米粒子；2)、这些小尺寸的Ag纳米粒子比较活泼、不稳定，其容易重新溶解成Ag原子；3)、离子液体分子链能吸附这些新鲜的溶解所得的Ag原子，因而这些Ag原子在其分子链上可以有序组装形成一维银纳米线，并且在形成银纳米线过程中，分散剂会对银纳米线侧向晶面具有一定的包覆作用；如：以四丁基氯化铵为例，其结构式如下式(1)所示：其中，Cl-离子的作用：a、作为缓释剂以固定银离子，其可以降低反应初始阶段的游离银离子的浓度，有利于纳米银线晶种的形成，b、其可以吸附于新生成的Ag纳米颗粒表面，使纳米颗粒带负电而相互排斥，避免由于团聚生成较大的Ag颗粒，使Ag纳米颗粒保持较小的尺寸，有利于后续银颗粒的溶解；四丁基铵的作用：用作软模板，溶解的银原子在该软模板上重新自组装形成一维的银纳米线。根据本专利技术所述的方法，优选地，以所述反应母液的总体积计，该反应母液中水溶性银盐的浓度为0.4mol/L，分散剂的浓度为0.6mol/L，离子液体的浓度为0.001mol/L。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(3)中所述反应温度为80-200℃，反应时间为1h-12h。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(3)中所述反应温度为130℃，反应时间为5h。根据本专利技术所述的方法，在本专利技术具体的实施方式中，步骤(3)反应结束后可以对反应所得产物进行离心分离以得到所述银纳米线。另一方面，本专利技术还提供了由上述基于离子液体制备银纳米线的方法制备得到的银纳米线，该银纳米线的直径小于60nm。本专利技术所提供的银纳米线的制备方法利用离子液体作为软模板，反应初期生成的银纳米颗粒溶解，重新于离子液体分子链上进行组装，进而形成直径小于60nm的银纳米线。本专利技术所提供的基于离子液体制备银纳米线的方法工艺简单，成本低，能得到直径较小的银纳米线。附图说明图1为本专利技术实施例1中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例2中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图3为本专利技术实施例3中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图4为本专利技术实施例4中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图5为本专利技术实施例5中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图6为本专利技术实施例6中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图7为本专利技术实施例7中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图8为本专利技术实施例8中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图9为本专利技术实施例9中制备得到的银纳米线的扫描电镜图；图10为本专利技术实施例10中制备得到的银纳米线的扫描电镜图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例及说明书附图对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。实施例1本实施例提供了一种基于离子液体制备银纳米线的方法，其包括以下步骤：(1)、分别称取67.9g的硝酸银和66.6g的聚乙烯吡咯烷酮K30，并将其加入到1000mL的乙二醇中，超声，得到澄清均匀的混合液；(2)、称取0.2218g的四丙基氯化铵，并将其加入到所述混合液中，超声得到反应母液；(3)、将所述反应母液，在130℃反应5h，得到混合物；将所述混合物离心后收集沉淀，得到所述银纳米线。对本实施例制备得到的银纳米线进行扫描电镜分析，其扫描电镜图如图1所示，由图1可知，本实施例制备得到的银纳米线的平均直径约为40nm(本专利技术实施例中平均直径的测量方法为本领域公知的方法，即通常测量50根银纳米线的直径，然后再将这50根银纳米线直径的平均值作为实施例制备得到的银纳米线的平均直径)。实施例2本实施例提供了一种基于离子液体制备银纳米线的方法，其包括以下步骤：(1)、分别称取67.9g的硝酸银和66.6g的聚乙烯吡咯烷酮K30，并将其加入到1000mL乙二醇中，超声，得到澄清均匀的混合液；(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离子液体制备银纳米线的方法，其包括以下步骤：(1)、将水溶性银盐、分散剂加入多羟基液态有机物中，得到混合液；(2)、将离子液体加入到步骤(1)得到的混合液中，得到反应母液；以所述反应母液的总体积计，该反应母液中水溶性银盐的浓度为0.01‑1.0mol/L；分散剂的浓度为0.01‑10.0mol/L；离子液体的浓度为0.0001‑0.005mol/L；(3)、将步骤(2)得到的反应母液进行反应，反应结束后，得到所述银纳米线。

【技术特征摘要】
1.一种基于离子液体制备银纳米线的方法，其包括以下步骤：(1)、将水溶性银盐、分散剂加入多羟基液态有机物中，得到混合液；(2)、将离子液体加入到步骤(1)得到的混合液中，得到反应母液；以所述反应母液的总体积计，该反应母液中水溶性银盐的浓度为0.01-1.0mol/L；分散剂的浓度为0.01-10.0mol/L；离子液体的浓度为0.0001-0.005mol/L；(3)、将步骤(2)得到的反应母液进行反应，反应结束后，得到所述银纳米线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性银盐包括硝酸银和/或醋酸银；优选地，所述水溶性银盐为硝酸银。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮；优选地，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯吡咯烷酮K60、聚乙烯吡咯烷酮K90及聚乙烯吡咯烷酮K120中的一种或几种的组合；更优选为聚乙烯吡咯烷酮K30。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多羟基液态有机物包括乙二醇、丙三醇及聚乙二醇中的一种或几种的组合；优选地，所述多羟基液...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，梁先文，胡友根，朱朋莉，孙蓉，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44