多元醇法制备银纳米线的工艺优化及结构表征

发布时间：2021-01-04 14:01

　　采用多元醇法制备银纳米线,分别通过单因素分析和正交试验设计对表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）分子量及用量、反应温度等工艺条件进行优化,并表征了结构。研究结果表明:PVP分子量影响银核特定晶面的被包覆速率,反应温度影响银还原及线生长速率,并与PVP分子量存在适配关系,PVP与银源的质量比（P∶A值）对产物长径比影响最大;反应温度为150℃,PVP分子量为360000,P∶A值为1∶1,制备出的银纳米线平均直径为80nm,平均长度约25μm,其长径比可达320;将不同分子量PVP混合使用,可将线直径减小到均匀的60nm,长径比可进一步提高到600。 

【文章来源】：材料科学与工程学报. 2020年01期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

140℃时使用不同分子量PVP制备银纳米线的SEM照片

图2为PVP分子量为360000时，使用不同反应温度合成银纳米线的SEM照片。从图可见，反应温度越高，银还原速率及线生长速率越大，所制备的银纳米线平均直径逐渐增大，同时由于还原量的限制，平均线长逐渐减小，长径比也呈现逐渐下降的规律。总体看来，PVP分子量为360000与140℃反应温度配合较好，这与前面的分析规律一致。图3为反应温度为140℃，PVP分子量为360000条件下，不同P∶A值（PVP与硝酸银质量比）制备的银纳米线SEM照片。从图可见，在原方案基础上减半PVP用量，主要生成粒径约500nm的颗粒产物，虽然仍有极少量实现了小幅的一维生长，这是由于PVP包覆量显著减小，失去了一维生长的必要条件；若加倍PVP用量，则生成了大量的粒径约200nm的银颗粒，试样中没有银纳米线结构出现，这是由于PVP包覆量大幅增加，初始还原形成的银晶核几乎被完全包覆住而无法长大，导致大量小颗粒的生成。因此，在使用360000分子量PVP条件下，为获得具有一定长径比的银纳米线结构，PVP与AgNO3的质量比控制在1∶1是比较合适的。使用其它分子量PVP也得到了相似的规律。

图3为反应温度为140℃，PVP分子量为360000条件下，不同P∶A值（PVP与硝酸银质量比）制备的银纳米线SEM照片。从图可见，在原方案基础上减半PVP用量，主要生成粒径约500nm的颗粒产物，虽然仍有极少量实现了小幅的一维生长，这是由于PVP包覆量显著减小，失去了一维生长的必要条件；若加倍PVP用量，则生成了大量的粒径约200nm的银颗粒，试样中没有银纳米线结构出现，这是由于PVP包覆量大幅增加，初始还原形成的银晶核几乎被完全包覆住而无法长大，导致大量小颗粒的生成。因此，在使用360000分子量PVP条件下，为获得具有一定长径比的银纳米线结构，PVP与AgNO3的质量比控制在1∶1是比较合适的。使用其它分子量PVP也得到了相似的规律。3.2 三因素三水平正交试验结果分析与讨论

【参考文献】：
期刊论文
[1]控制剂中金属离子对制备高纯高产纳米银线的影响[J]. 朱清,张哲娟,孙卓,高纬.  材料科学与工程学报. 2016(01)
[2]银纳米线的多元醇法制备工艺条件研究[J]. 彭勇宜,徐国钧,代国章,李宏建.  材料导报. 2015(22)
[3]多指标正交试验分析[J]. 苑玉凤.  湖北汽车工业学院学报. 2005(04)



本文编号：2956888