本發明屬于納米材料生產工藝領域，特別涉及一種可以通過調節Cl-濃度來控制納米銀線形貌和尺寸的生產方法。

背景技術：

納米銀材料，由于小的尺寸和大的比表面積，使其具備一些特殊的力學、光學、電學、磁學、生物醫藥、熱力學及催化性能，目前在導電漿料、光學器件、催化、醫藥等領域中應用廣泛。

目前納米銀線的制備方法很多，常見的有模板法、光還原法、晶種法、水熱法、微波法、多元醇法等，其中多元醇法操作簡單，反應環境友好，原料易得，受到了大多數人的青睞。但是現有的多元醇技術，工藝繁瑣，而且只適合低濃度體系，因此導致納米銀線產率過低的現象，并且制成的納米銀線中含有大量副產物，這也造成了生產成本壓力。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的之一是提供一種納米銀線，該納米銀線的形貌和尺寸可通過Cl-濃度來控制。

本發明的另一個目的是提供一種原料簡單、工藝簡易、成本低、所得產品質量高、適用性廣的納米銀線的制備方法。

為實現上述第一個目的，本發明采用如下技術方案：一種納米銀線，其特征在于，該納米銀線制備過程中引入Cl-離子，通過Cl-離子的濃度控制納米銀線的形貌和尺寸，Cl-濃度的引入范圍為15mmol/L～60mmol/L。

作為優化，所述納米銀線的Ag通過AgNO₃引入體系。NO₃-的存在利于和Cl-形成王水結構。

作為優化，所述納米銀線的直徑小于100nm，長徑比為1000。納米銀線目前被廣泛應用在柔性透明導電膜材料中，其中長徑比是影響透光度和導電性的主要因素，銀線的長徑比越大，導電膜的透光度越高，導電性越好。

作為優化，所述Cl-離子濃度的引入范圍為40～45mmol/L。

本發明主要利用了Cl-和NO₃-形成的王水對形成的納米銀晶核的腐蝕作用，形成了具有孿晶結構的晶核，另外加上聚乙烯吡咯烷酮保護劑的選擇吸附作用會使納米銀晶核定向的生長。

Cl-濃度選擇非常重要，那是因為Cl-濃度的高低直接影響Cl-/NO₃-的腐蝕作用，Cl-濃度太低，腐蝕作用不夠強，所以只能形成單晶的晶核，在聚乙烯吡咯烷酮的保護下只能定向長成為納米顆粒；當Cl-濃度太高時，體系中較強的腐蝕作用又會使形成的納米線熔融腐蝕，最終產生較多的納米棒或者納米大顆粒。

為實現上述另一個目的，本發明采用如下技術方案：一種納米銀線的制備方法，所述納米銀線為上述的納米銀線，制備步驟包括：

S1：分別稱取AgNO₃、聚乙烯吡咯烷酮和氯鹽，并分別溶解在多元醇中，其中，AgNO₃、聚乙烯吡咯烷酮和氯鹽的摩爾比為1：1.5：150～600；

S2：把所述S1配好的溶液分別滴加到純溶劑中，攪拌均勻，并置于反應釜中，純溶劑的體積：溶解各個原料的溶劑之和為0.6～0.8：1

多元醇溶解化合物起到的是溶劑的作用，最后再滴加到多元醇溶劑中，則是以還原劑的身份來出現。

S3：將反應釜中的混合液升溫到140～180℃，持續保溫大于15h，得到納米銀線原液；保溫可以在電熱恒溫鼓風干燥箱或馬弗爐中進行；溫度控制在140～180℃的范圍因為在該范圍內做出來納米銀線效果最好，超過或者低于這個范圍制備出來就不是納米銀線了；

持續保溫時間最好的時間范圍是15～24h，少于15h納米線長的就不夠長，產量也不高，但是超過24h后，效果差別不大；

S4：待S3得到的納米銀線原液冷卻后，將納米銀線原液中的多元醇、聚乙烯吡咯烷酮和Cl-離子雜質分離，得到純化后的納米銀線。最后將純化后的納米銀線分散在水中。

因為1.在離心后處理的過程中用到了丙酮，乙醇，水來去除里面的顆粒及雜質，水是最環保易得的，2.另外水的另一個作用就是還起到進一步除去里面沒有除干凈的Cl-，3.納米銀線制備好以后在后面做成導電膜的過程用也要用水來做溶劑配制。

作為優化，所述S1中的氯鹽為NaCl、CuCl₂或者FeCl₃。作為優化，所述S1中的聚乙烯吡咯烷酮的分子量為4萬～130萬。聚乙烯吡咯烷酮被引入作為穩定劑和誘導劑，在本發明的使用中對型號沒有限制，不用的型號對應不同的分子量。

作為優化，所述S1中的多元醇為乙二醇、丙二醇或丁二醇。這三種是多元醇其介電常數比較高，除了可以溶解多種無機鹽以外，還可以溶解部分高分子化合物，另外在本發明中還起到還原劑的作用。

作為優化，所述S4中采用置換法離心，使用離心機，通過連續置換法進行離心純化，將納米銀線原液中的多元醇、聚乙烯吡咯烷酮和Cl-離子雜質分離。

作為優化，所述S4中置換法離心采用的置換溶劑為丙酮或乙醇或水。丙酮能與水、乙醇、多元醇、醚、烴等極性和非極性溶劑相混溶，是一種典型的溶劑。

相對于現有技術，本發明具有如下優點：

1、本發明提供的納米銀線，純度高、質量好、尺寸分布均勻，同時形貌和尺寸也具有可控性。

2、本發明降低了生產成本，提高了生產效率，簡化了納米銀線的合成步驟。

3、本發明提供的制備方法，可以方便地控制納米銀線的粗細和長徑比，實現了對納米銀線結構的可控生長。

附圖說明

圖1為實施例1的SEM圖譜；

圖2為實施例2的SEM圖譜；

圖3為實施例3的SEM圖譜；

圖4為實施例4的SEM圖譜；

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

本發明所述的納米銀線以AgNO₃作為原料，采用多元醇法制備。下面具體介紹。

本發明中采用的聚乙烯吡咯烷酮簡稱PVP，型號有K12、K15、K17、K25、K30、K60、K90，具體實施時對型號沒有限制。

實施例1Cl-濃度為15mmol/L

5ml CuCl₂(AR)15mmol/L，5ml PVP(AR)0.15mol/L，5ml AgNO₃(AR)0.1mol/L，按這個比例稱量原料，并分別溶解在乙二醇溶劑中；然后將配好的三種溶液，慢慢加到10ml的乙二醇溶劑中，并攪拌均勻，然后放進反應釜中，在電熱恒溫鼓風干燥箱中升溫到140℃，并保溫24h；自然冷卻到室溫，取出離心純化即得到納米銀產物。測試光譜如圖1所示。

如圖1所示該濃度下得到的納米銀主要是球狀。

實施例2Cl-濃度為30mmol/L

6ml NaCl(AR)30mmol/L，6ml PVP(AR)0.15mol/L，6ml AgNO₃(AR)0.1mol/L，按這個比例稱量原料，并分別溶解在乙二醇溶劑中；然后將配好的三種溶液，慢慢加到15ml的乙二醇溶劑中，并攪拌均勻，然后放進反應釜中，在電熱恒溫鼓風干燥箱中升溫到160℃，并保溫15h；自然冷卻到室溫，取出離心純化即得到納米銀產物。測試光譜如圖2所示。

如圖2所示該濃度下得到的納米銀線狀明顯增多，顆粒減少。

實施例3Cl-濃度為45mmol/L

6ml NaCl(AR)45mmol/L，6ml PVP(AR)0.15mol/L，6ml AgNO₃(AR)0.1mol/L，按這個比例稱量原料，并分別溶解在丙二醇溶劑中；然后將配好的三種溶液，慢慢加到10ml的丙二醇溶劑中，并攪拌均勻，然后放進反應釜中，在馬弗爐中升溫到140℃，并保溫20h；自然冷卻到室溫，取出離心純化即得到納米銀線。測試光譜如圖3所示，選取其中一根納米銀線測量，直徑約42nm，長度約46um，長徑比為1095。

如圖3所示該濃度下得到的納米銀主要是線狀。產率高達90％，Cl-的濃度這時為最佳。

實施例4Cl-濃度為60mmol/L

6ml FeCl3(AR)60mmol/L，6ml PVP(AR)0.15mol/L，6ml AgNO₃(AR)0.1mol/L，按這個比例稱量原料，并分別溶解在丁二醇溶劑中；然后將配好的三種溶液，慢慢加到10ml的丁二醇溶劑中，并攪拌均勻，然后放進反應釜中，在電熱恒溫鼓風干燥箱中升溫到180℃，并保溫15h；自然冷卻到室溫，取出離心純化即得到納米銀產物。測試光譜如圖4所示。

如圖4所示該濃度下得到的納米銀主要是棒狀，長度明顯變短，Cl-濃度太大，Cl-/NO3-的腐蝕作用太強，阻礙了納米線的定向生長。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。