【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性铜纳米线及其制备方法与应用。
技术介绍
1、近年来，铜纳米材料被公认为透明导电膜材料氧化铟硒(ito)的替代品而备受关注，尤其是铜纳米线，与球形铜纳米颗粒(cu nps)相比，具有相对较低的片电阻而更适合作透明电极材料。但铜纳米材料在空气中不稳定，易氧化，这限制了铜纳米材料的广泛应用。因此，制备具有优异抗氧化性的铜纳米材料成为解决问题的关键。
2、目前高品质的铜纳米线的制备方法报道较多的是以长碳链胺如油胺(ola)、十八胺(oda)、十六胺(hda)等作为修饰剂，采用还原剂液相还原的方法。但是，该方法制得的铜纳米线需要存放在正己烷或者水合肼溶液中，防止氧化。这不仅增加了成本，而且水合肼有毒。中国专利文献cn103706785a和cn113996799a公开了一种以氨基酸及其类似物为修饰剂的铜纳米材料制备方法，以氨基酸为修饰剂制备的铜纳米材料具有优异的抗氧化性，但无法得到高品质、长径比大的铜纳米线。
3、因此，亟需提供一种铜纳米线，不仅品质高、长径比大，又具有优异的抗氧化性能。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的铜纳米线存在的品质和抗氧化性能不能同时兼顾的缺陷，本专利技术提供了一种改性铜纳米线及其制备方法与应用，本专利技术的改性铜纳米线的纯度高、直径小且尺寸均匀，长径比大，具有优异的抗氧化性。
2、本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：
3、本专利技术提供了一种改性铜纳米线，所述改性铜纳米线包括铜纳米线和
4、所述具有氨基酸基团的化合物通过氨基和/或羧基与所述铜纳米线的表面连接；所述具有胺基的化合物通过胺基与所述铜纳米线的表面连接。
5、本专利技术中，所述复合修饰剂中，所述具有胺基的化合物与具有氨基酸基团的化合物的摩尔比优选为(12-60)：1，更优选为(20-60)：1，例如为30：1、37.5：1或40：1。
6、本专利技术中，所述具有氨基酸基团的化合物可为本领域常规，优选为赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸、精氨酸、甘氨酸和脯氨酸中的一种或多种，例如为赖氨酸或丝氨酸。
7、本专利技术中，所述具有胺基的化合物可为具有长碳链的胺类化合物，优选为碳链长度为6及以上的胺类化合物，更优选为碳链长度为12-18的胺类化合物，例如为油胺、十六胺或十八胺。
8、本领域技术人员均知晓，所述超细铜纳米线通常是指直径为20-80nm的铜纳米线。本专利技术中，所述改性铜纳米线的直径优选为30-43nm，例如为36nm、39nm或40nm。
9、本专利技术中，所述改性铜纳米线的长度可为100μm以上，优选为240-260μm，例如250μm。
10、本专利技术中，所述改性铜纳米线的长度和直径的比值记为长径比，所述长径比可为5000以上，优选为5814-8333，例如为6000、6046、6500、6667、7222或8000。
11、本专利技术还提供了一种改性铜纳米线的制备方法，其包括如下步骤：将铜盐、还原剂、复合修饰剂和水进行水热反应，即得；
12、所述复合修饰剂包括具有胺基的化合物和具有氨基酸基团的化合物；所述具有胺基的化合物与所述具有氨基酸基团的化合物的摩尔比为(10-60)：1；所述还原剂为葡萄糖或l-抗坏血酸。
13、本专利技术的专利技术人在长期的研究中发现，将具有氨基酸基团的化合物和具有胺基的化合物作为修饰剂，利用葡萄糖或l-抗坏血酸作为还原剂，采用水热反应，可得到的高品质、长径比大的改性铜纳米线，且具有优异的抗氧化性。
14、本专利技术中，所述具有氨基酸基团的化合物可为本领域常规，优选为赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸、精氨酸、甘氨酸和脯氨酸中的一种或多种，例如为赖氨酸或丝氨酸。
15、本专利技术中，所述具有胺基的化合物可为具有长碳链的胺类化合物，优选为碳链长度为6及以上的胺类化合物，更优选为碳链长度为12-18的胺类化合物，例如为油胺、十六胺或十八胺。
16、本专利技术中，当所述具有胺基的化合物为油胺，所述具有氨基酸基团的化合物为赖氨酸时，制得的改性铜纳米线的品质和产率均较好。
17、本专利技术中，所述复合修饰剂中，所述具有胺基的化合物与所述具有氨基酸基团的化合物的摩尔比优选为(12-60)：1，更优选为(20-60)：1，例如为30：1、37.5：1或40：1。
18、本专利技术中，所述铜盐可为本领域常规的可溶解于水的无机酸铜盐或无机酸铜盐的水合物。
19、其中，所述无机酸铜盐优选为硝酸铜、硫酸铜、卤化铜和醋酸铜中的一种或多种。
20、其中，所述无机酸铜盐的水合物优选为硝酸铜、硫酸铜、卤化铜和醋酸铜的水合物中的一种或多种，例如为二水合氯化铜。
21、本专利技术中，所述还原剂和所述铜盐的摩尔比可为本领域常规，优选为(0.1-200)：1，更优选为(0.5-10)：1，较佳地为(1-5)：1，例如为2：1、4：1或4.5：1。
22、本专利技术中，所述水的用量可为本领域常规，一般地能完全溶解所述铜盐、所述复合修饰剂和所述还原剂即可，优选地，所述水和所述铜盐的质量比为(100-500)：1，更优选为(200-300)：1，例如为254.9：1或235.3：1。
23、本专利技术中，所述水热反应的温度可为100-200℃，更优选为100-170℃，例如120℃。
24、本专利技术中，所述水热反应的时间可为本领域常规，一般地可为4-100h，优选为8-48h，更优选为10-24h，例如18h、20h或22h。
25、本专利技术中，所述水热反应前还可包括搅拌，所述搅拌的目的为将所述铜盐、所述还原剂、所述复合修饰剂和所述水混合均匀。
26、其中，所述搅拌的时间可为0-24h，优选为2-10h。
27、本专利技术中，所述水热反应结束后还可包括第一分离、精制和干燥的步骤。
28、其中，所述第一分离的目的为将改性铜纳米线粗产品从所述反应液中分离出来。
29、所述第一分离可采用本领域常规的固液分离的方法，例如离心。
30、所述第一分离较佳地包括如下步骤：将所述水热反应后得到反应液进行水洗后再离心分离。
31、其中，所述精制可采用本领域常规的方法进行，一般地包括洗涤、第二分离和过滤。
32、所述洗涤的目的为除去所述改性铜纳米线产品中的杂质。
33、所述洗涤的洗涤剂可为本领域常规，优选为chcl3。
34、所述第二分离的目的为将所述杂质与所述改性铜纳米线分离开。
35、所述第二分离可采用本领域常规的固液分离的方法，例如离心。
36、所述过滤的方法优选为膜过滤法。所述膜过滤法所用的滤膜可为本领域常规，优选地为氧化铝膜、纤维本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性铜纳米线，其特征在于，所述改性铜纳米线包括铜纳米线和分布于所述铜纳米线表面的复合修饰剂；所述复合修饰剂包括具有胺基的化合物和具有氨基酸基团的化合物；所述具有胺基的化合物和具有氨基酸基团的化合物的摩尔比为(10-60)：1；
2.如权利要求1所述的改性铜纳米线，其特征在于，所述具有胺基的化合物与所述具有氨基酸基团的化合物的摩尔比为(12-60)：1，优选为(20-60)：1，例如为30：1、37.5：1或40：1。
3.如权利要求1所述的改性铜纳米线，其特征在于，所述具有氨基酸基团的化合物为赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸、精氨酸、甘氨酸和脯氨酸中的一种或多种，例如为赖氨酸或丝氨酸；
4.一种改性铜纳米线的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将铜盐、还原剂、复合修饰剂和水进行水热反应，即得；
5.如权利要求4所述的改性铜纳米线的制备方法，其特征在于，所述具有胺基的化合物与所述具有氨基酸基团的化合物的摩尔比为(12-60)：1，优选为(20-60)：1，例如为30：1、37.5：1或40：1；
6.如权利要求4所述的改性
7.如权利要求4所述的改性铜纳米线的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为100-200℃，优选为100-170℃，例如120℃；
8.如权利要求4所述的改性铜纳米线的制备方法，其特征在于，所述水热反应结束后还包括第一分离、精制和干燥的步骤；
9.一种改性铜纳米线，其特征在于，其采用如权利要求4-8中任一项所述的改性铜纳米线的制备方法制得。
10.一种如权利要求1-3和9中任一项所述的改性铜纳米线在电池材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性铜纳米线，其特征在于，所述改性铜纳米线包括铜纳米线和分布于所述铜纳米线表面的复合修饰剂；所述复合修饰剂包括具有胺基的化合物和具有氨基酸基团的化合物；所述具有胺基的化合物和具有氨基酸基团的化合物的摩尔比为(10-60)：1；
2.如权利要求1所述的改性铜纳米线，其特征在于，所述具有胺基的化合物与所述具有氨基酸基团的化合物的摩尔比为(12-60)：1，优选为(20-60)：1，例如为30：1、37.5：1或40：1。
3.如权利要求1所述的改性铜纳米线，其特征在于，所述具有氨基酸基团的化合物为赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸、精氨酸、甘氨酸和脯氨酸中的一种或多种，例如为赖氨酸或丝氨酸；
4.一种改性铜纳米线的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将铜盐、还原剂、复合修饰剂和水进行水热反应，即得；
5.如权利要求4所述的改性铜纳米线的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：白俊敬，李维实，王宇飞，许子文，刘丽娜，谢光辉，
申请(专利权)人：郑州工程技术学院，
类型：发明
国别省市：
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