一种无机盐析提纯银纳米线的方法与流程

1.本发明涉及银纳米线提纯技术领域，具体涉及一种无机盐析提纯银纳米线的方法。


背景技术：

2.银纳米线具有良好的导电性、优异的透光性、耐曲挠性以及长径比效应等，在柔性电子器件、催化、抗菌等领域中具有广泛的应用前景。目前，多元醇法由于操作简单、产率高以及可规模化等优势成为银纳米线的主流制备方法，但通过该方法制备得到的银纳米线合成液中夹杂一定量的银纳米颗粒，这些副产物会严重影响纳米银线的光电性能，通常会对银纳米线合成液进行提纯。
3.现对银纳米线合成液的提纯方法主要有离心沉降法、有机溶剂沉淀法等。其中，离心沉降法对离心的时间和速度需严格控制，离心时间或速度不足，则银纳米颗粒与银纳米线难以分离，若离心速度过高、离心时间过长，则银纳米颗粒易于银纳米线一同沉降，因此通过离心沉降的方法难以达到分离纯化的效果，且多次离心操作后银纳米线易团聚形成难以分散的块体；此外，利用聚乙烯吡咯烷酮(pvp)的溶解性质，通过在银纳米线合成液中加入丙酮、乙酸乙酯、石油醚等pvp的不良溶剂，使起银纳米线分散作用的pvp析出，进而使银纳米团聚成絮凝状析出沉降，通过重复沉降数次，银纳米线合成液中纳米颗粒的数量明显减少，但该方法在提纯过程需使用大量的有机溶剂，这类有机溶剂的成本高、易燃易制毒，难以大量采购和存储，且使用过程中对人体和环境的危害较大，产生的废液难以处理，因此该种方法仅适用于小规模实施。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种无机盐析提出银纳米线的方法，通过向银纳米线合成液中加入无机盐和碱来降低pvp的溶解度，使得pvp析出从而散失分散银纳米线的作用，导致银纳米线团聚成絮凝状析出，达到分离银纳米线和银纳米颗粒的作用，上述分离方法操作简单、成本低，不使用任何有机溶剂，安全环保，且适用于大规模实施。
5.本发明提供了如下所述的技术方案：
6.本发明提供了一种无机盐提纯银纳米线的方法，包括以下步骤：
7.(1)向银纳米线合成液中加入水稀释得到稀释液，再先后向稀释液中加入无机盐和碱，得到混悬液，静置分层，分离得到絮凝物；所述无机盐加至过饱和；
8.(2)将上述絮凝物中分散至pvp和水中，得到银纳米线分散液；
9.(3)向所述银纳米线分散液中再先后加入无机盐和碱，静置分层，再次获取絮凝物；所述无机盐加至过饱和；
10.(4)重复步骤(2)和(3)至少5次，得到提纯后的银纳米线絮凝物。
11.进一步地，步骤(1)中，所述稀释液中银的固含量为0.05
‑
0.3wt％。
12.进一步地，所述水优选纯化水。
13.进一步地，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钠、溴化钾、溴化铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、亚硝酸钠、亚硝酸钾和亚硝酸铵中的一种或多种。
14.进一步地，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙和氨水中的一种或多种，加入碱可降低pvp在水中的溶解度，促进pvp的析出。
15.进一步地，步骤(1)中，加入碱的量为所述稀释液的1
‑
10wt％。
16.进一步地，步骤(1)和(3)中，所述静置的时间为3
‑
30min。
17.进一步地，步骤(2)中，加入pvp的量为所述银纳米线分散液的0.01
‑
0.5wt％。
18.进一步地，当所述银颗粒的含量占银纳米线合成液中银总含量的比值小于30％，需重复5
‑
10次；当所述比值为30％～50％，需重复10
‑
20次；当所述比值大于50％，需重复不低于20次。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用无机盐、碱来降低银纳米线合成液中的pvp的溶解度，使得pvp析出从而散失分散银纳米线的作用，导致银纳米线团聚成絮凝状析出，达到分离银纳米线和银纳米颗粒的作用，较之现有技术，本发明操作简单、材料成本低，纯化过程不使用任何可燃、有毒的有机试剂，对人体及环境的危害性小，且废液易于处理，可进一步降低废液处理的成本，该方法适用于工业化大规模实施。
附图说明
20.图1为实施例1中银纳米线合成液的光学显微镜图(放大倍率为500x)；
21.图2为实施例1中沉降处理分离得到的银纳米颗粒的光学显微镜图(放大倍率为500x)；
22.图3为实施例1中纯化后的银纳米线分散液的光学显微镜图(放大倍率为500x)。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
26.实施例1
27.本实施例通过下述步骤对银纳米线合成液中的银纳米线进行提纯：
28.(1)在5kg的银的固含量为0.4％的银纳米线合成原液中，加入20kg的去离子水稀释得到银纳米线混合液，在银纳米线混合液中边搅拌边加入9kg氯化钠至不完全溶解，再加入5kg的浓度为33％氢氧化钠水溶液，静置10min待混合液中分层后抽去混合液中的非絮凝物，获取絮凝物；
29.(2)向所述絮凝物中加入1kg的浓度为5％的pvp，再补足量纯化水至25kg，搅拌均匀使得絮凝沉降的银纳米线再分散，得到银纳米线分散液；
30.(3)向所述银纳米线分散液中边搅拌边加入9kg氯化钠，再加入4kg33％水溶液稀释的氢氧化钠水溶液，静置3min待混合液中分层后抽去混合液中的非絮凝物，获取絮凝物；
31.(4)重复步骤(2)、(3)的操作8次，得到纯化后的银纳米线。
32.本实施例的银纳米线合成原液、分离出的银纳米颗粒以及纯化后的银纳米线分散液的500x的光学显微图片分别如图1～3所示；由图1可知，银纳米线合成原液中含有大量的银纳米颗粒，通过上述多次沉降分离得到如图3所示的银纳米线，仅残留极少量的银纳米颗粒且纯化后的银纳米线仍具有良好的分散性。
33.实施例2
34.本实施例通过下述步骤对银纳米线合成液中的银纳米线进行提纯：
35.(1)在5kg的银的固含量为0.4％的银纳米线合成原液中，加入20kg的去离子水稀释得到银纳米线混合液，在银纳米线混合液中边搅拌边加入8.5kg氯化钾至不完全溶解，再加入5kg的浓度为33％氢氧化钾水溶液，静置10min待混合液中分层后抽去混合液中的非絮凝物，获取絮凝物；
36.(2)向所述絮凝物中加入1kg的浓度为5％的pvp，再补足量纯化水至25kg，搅拌均匀使得絮凝沉降的银纳米线再分散，得到银纳米线分散液；
37.(3)向所述银纳米线分散液中边搅拌边加入8.5kg氯化钾，再加入4kg33％水溶液稀释的氢氧化钾水溶液，静置3min待混合液中分层后抽去混合液中的非絮凝物，获取絮凝物；
38.(4)重复步骤(2)、(3)的操作10次，得到纯化后的银纳米线。
39.通过上述多次沉降、分散操作，合成原液中的银纳米颗粒基本被去除从而实现银纳米线的纯化。
40.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。