银纳米线和银纳米支状材料的制备与应用

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本研究首先利用一步液相多元醇法高浓度高选择性地制备了银纳米线。以传统的液相多元醇法为基础,添加金属离子控制剂、阴离子控制剂以及分子型控制剂,实现了银纳米线的一步快速高浓度制备。一步法高浓度制备银纳米线的实现,简化了制备过程,提高了制备过程的可操作性与可重复性,为银纳米线的大规模制备提供了有效可行的方法;更为重要的是实现了银纳米线的高浓度制备,制备浓度由现有的0.05M提高到了0.4M,且有进一步提升的空间。金属离子控制剂选取了变价金属离子Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+等,制备了直径为50-100nm的银纳米线;金属离子Cu2+实现了银纳米线的高浓度快速可控制备,制备浓度可以提高到0.4M,制备时间由60min缩短到10min,且纳米产物的直径可以通过前躯体的浓度有效控制。阴离子控制剂与分子型控制剂的引入也为银纳米线的高浓度控制制备提供了新的方法,不同控制剂的引入可以实现银纳米线的可控制备,制备的银纳米线直径可在100-400nm范围内有效的控制与选择。研究了离子液体辅助溶液法制备支状新型银纳米材料的工艺和方法。新型银纳米支状材料的制备,是通过N2H4或NaBH4还原前躯体AgNO3得到的。离子液体在制备过程起稳定还原得到的纳米粒子,并诱导纳米粒子自组装。研究了离子液体的种类与浓度、反应温度、反应溶剂以及还原剂等因素对纳米产物形貌的影响。选用不同种类的阳离子与阴离子的离子液体,实现了不同形貌的纳米材料的制备:以硫酸甲酯为阴离子的咪唑类离子液体可以得到形貌良好的支状纳米材料;以卤离子为阴离子的离子液体可以得到分散良好的纳米粒子。以液相多元醇法制备的平均直径为70nm的银纳米线为模板,在不同的条件下加入铂的前躯体制备了Ag/Pt中空纳米管材料。选取了三种不同的表面活性剂,有效的控制了铂纳米材料的制备过程,得到了表面光滑、管壁均匀一致、分散性良好的合金纳米管。另外,以制备的银纳米线为导电材料,玻璃板或聚对苯二甲酸二醇酯(PET)高分子膜为基体,制备了新型的透明导电膜材料,得到的膜材料具由较高的透光性与低的表面电阻,可以作为新型透明导电材料,应用于显示器材或太阳能电池中。
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