水热法合成银纳米线

图7 不同进料速率下银粒子的SEM图，速率大小 依次为(a)，(b)，(c)，(d)
球状银热处理150℃就发生烧结现象， 银纳米线经过250℃热处理却不发生 烧结现象；这就意味着银纳米线具有 更高的稳定性，在室温下能够稳定的 存在而不产生聚集现象。
图8 不同文帝下热处理30分钟后SEM图 像： (a)球状银，(b)线状银。
工作小结
1.功能性纳米粒子的制备与分析(一维结构纳米银的分析)； 2.醇热法合成单晶银纳米线及其表征; 3. A simple approach to the synthesis of silver nanowires by hydrothermal process in the presence of gemini surfactant
图16(a)中可以观察到纵横交错的银纳米 线，并且银纳米线的直径差别很大；图 16(b)-(c)高倍率的SEM图像我们可以清 楚的看到在(a)中较粗的纳米线是由于几 根银纳米线重叠在一起导致的，实际上 银纳米线的尺寸均匀，直径为30nm； 图16(d)说明银纳米线不是单晶体，其具 有孪晶结构。
图16 (a)-(c)银纳米线不同分辨率的SEM图 片，(d)一根银纳米线的SAED图像
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图17是所制备的银纳米线悬浮 在去离子水中的UV吸收谱。在 351nm处的吸收峰是银纳米线 轴向离子反映峰；380nm的吸 收峰是银纳米线横向离子模块 的表征。
图17 银纳米线的UV吸收谱图
图18可以观察到随着反应时间的延 长，溴化银的衍射峰逐渐减弱，银 的衍射峰逐渐增强。反应持续24h后， 溴化银衍射峰消失；说明反应结束， 溴化银全部被还原为银。因为(111) 晶面和(200)晶面衍射峰的比值较大， 可以得出该银纳米线具有较大的长 径比。 图18 100℃不同反应时间所得到的 产物的XRD谱图： (a)4, (b)8, (c)12, (d)24h。
3.A simple approach to the synthesis of silver nanowires by hydrothermal process in the presence of gemini surfactant
3.1 合成过程中反应方程式： Ag+ + Br - → AgBr C6H12N4 + 6H2O 6HCHO + 4NH3, (1) (2)
AgBr + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Br−, (3) HCHO +2[Ag(NH3)2]+ + H2O→HCOO− + 2Ag + 3NH+4+ NH3. (4)
3.2 制备银纳米线过程
32ml硝酸银水溶液(含有硝酸银12.5mM)加入到体积为 100ml聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜里，接着加入8ml 六亚甲基四胺(100mM)和40ml16-3-16(5mM)溶液并进行 充分搅拌。将反应釜密封加热至100℃保持24h。然后自 然冷却至室温。将产物在3000r/m转速下离心分离20min， 用蒸馏水和酒精洗涤，重复几次操作，在室温下进行真 空干燥。
图12 反应温度为140 ℃、反应时间为24 h 所得银纳米线对应的TEM (a)照片、选区 SAED (b)和HRTEM (c)照片
图12(a)是一根单独的银纳米线的TEM图片，从中可以看出银纳米线表 面光滑, 无明显缺陷, 线直径约为80nm；图4b衍射图表明银纳米线具有面 心立方晶格；从图12(c)可以得到银纳米线的晶面间距为0.23nm。
激光拉曼光谱表 征银纳米线中所 含有的化学键。
图14 反应温度为140 ℃、反应时间为24 h 所得银纳米线(a)和PVB (b)对应的FT-IR 谱 图 傅里叶变换红外光谱主要是表征银纳米 线中存在的官能团。 图15 PVB (a)和反应温度为140 ℃时间 为24 h 的银纳米线(b)的拉曼光谱图
该XRD谱图与银的衍射峰完全一致， 表明制备的银纳米线具有面心立方 结构，且结晶度很高。
图10 140℃反应24h银纳米线的XRD 谱图
图11 反应时间为24 h, 不同反应温度下所得产物的SEM 照片
从图中SEM图中可以看出反应温度较低是无法得到银纳米线，产物为形貌不规则的 纳米颗粒，这是因为反应温度较低，体系活性低，开始生成的纳米颗粒无法在溶解 组装成纳米线；反应温度过高时所得产物为尺寸较大的不规则纳米颗粒，因为反应 温度高，体系活性大分子运动也比较剧烈, 使得PVB 难以稳定吸附在晶体(100)晶面 上。
样品从430 到700 K 有比较明显的失重 现象, 这一阶段应该对应吸附水和乙二 醇的挥发、以及较小分子量PVB 的分 解; 从700 到900 K仍有一定量的失重发 生, 这主要是对应较大分子量PVB 的分 解. 图13 反应温度为140 ℃、反应时间为 24 h 所得银纳米线对应的TG 曲线
2.醇热法合成单晶银纳米线及其表征
2.1 制备过程 聚乙烯醇缩丁醛0.0425g,加入20mL的乙二醇中搅拌10min 后 ,加入0.05 mol/L 的硝酸银5mL 搅拌5min,将此溶液移入容 量为50mL 聚对苯内衬的压力容弹中, 烘箱中恒温一定时间 后,常温下自然冷却。将所得产物用去离子水和无水乙醇在 2000r/min的转速下洗涤、离心分离多次后在60℃干燥4h。
图6 银纳米线的XRD图谱，从该图谱 中可以得出构成这些银纳米线的银具 有面心立方的晶体结构。
图7(a)进料速率过大，导致结晶化 学能过大，生成的粒子为圆球状， 且聚集成一个大的聚集体；从图 7(b)-(d)可以看出随着进料速率的 降低，生成的银纳米线的总量和 平均直径都降低。硝酸银的进料 速率控制在每分钟1cc，可以得到 理想的银纳米线。
王Fra Baidu bibliotek国
1.功能性纳米粒子的制备与分析(一维结构纳米银的合成研究)
图2 纳米银合成的操作流程图
图1 高分子-多元醇合成法制备纳米银装置实验图
(a)中步骤I是180℃温度下利用乙二醇 还原硝酸银形成零价基本银粒子；步 骤II和III是根据LaMer提出在匀相系统 中单一分散型溶胶成核模型，即一旦 零价基本银粒子浓度达到当量点团簇 和晶核将会出现；在步骤IV中，还原 反应生成的银原子会扩散在既有晶核 的表面，在活性表面定位下来，并和 临近的银原子形成稳定的金属键。
从图9(a)-(d)中的SEM图片中可以看出 在140℃温度下，随着反应时间的增长， 产物由尺寸不均匀的银纳米棒和形貌 不规则的银纳米颗粒的混合物生长为 纯度教好、均匀性好的银纳米线。从 图9(d)中的TEM可以观察到银纳米线 的直径为80nm，长度分部在 40~100um
图9 140 ℃不同反应时间下所得产物的SEM 和TEM 照片
图3 (a)纳米银生成机制示意图，(b)合成期间溶液 外观变化
图4 银纳米线SEM图像： (a)1000倍率，(b)80000倍率
图4(a)可以看出产品都是较长的纳米线，单根银线的长度超 过50微米；从图4(b)看出这些银纳米线是尺寸均匀且平均直 径为250纳米的纳米线。
图5 银纳米线X-ray能量分散光谱分析，由该能谱 分析图可以确认该纳米线是由金属银所构成。