溶液中粗細不均勻納米線的形成

在實驗中可以看到有些納米銀線的側(cè)邊是六邊形了，但有些納米線的側(cè)邊是類似圓形。★溶液中粗細不均勻納米線的形成。有階梯型的可能是前期長成的線，由于后期有小的納米線棒由于某種力粘合在一起，小的納米短棒也有在原來長的納米線的上面長長，如果原料夠，條件適宜，則可繼續(xù)生長，當(dāng)生長成一樣長度時，看上去就和一根粗的一樣了。由于后期原料不足，條件不適宜，導(dǎo)致其不可能長得比原來的長，而且在每一條件下都有其實生長的極限，所以則出現(xiàn)了階梯型的線，使得溶液中的的納米線的直徑出現(xiàn)了不均勻性。有的線可能從不同的地方同時附著短棒，又由于在相同條件下在同一生長階段生成短棒的直徑相似，所以生成的階梯型短棒可能同時在不同的地方同時生長成長粗的線。氯化銅增加，一開始線較短，細，后來有了階梯形的納米銀線，到后來長出的線粗了，之后又有了階梯形的線。氯化銅的作用：氯離子，是起了緩沖池的作用，氯離子可以和硝酸銀中的銀離子結(jié)合成氯化銀，當(dāng)溶液中銀離子濃度較高時，氯離子與銀離子結(jié)合，生成氯化銀，從而減少溶液中的銀離子，防止銀離子在初期時過多生成太多的顆粒晶種到后期銀微粒不足長不長，而且原料不足的晶種易生成顆粒；當(dāng)溶液中的銀離子較少時會放出銀離子為后期線的生長提供原料。銅離子，二價銅可以被還原成一價的銅，可與長成的銀線表面氧氣作用，后被還原成二價的銅，總的來說銅離子的總量不會變，這是一個反復(fù)的過程。解釋：當(dāng)溶液中沒有氯化銅時，也看到有線產(chǎn)生，說明氯化銅只是促進了納米銀線的生成，只是有很多的顆粒。1當(dāng)氯化銅的量增加很多后，首先，（1）前期（氯離子對母線的影響）氯離子多了，前期可以將溶液中固定的銀離子多了，由于是將硝酸銀直接加入，溶液中會出現(xiàn)大量的銀離子，可以生成比原來多幾倍的銀離子，前期可以減少銀離子的數(shù)量，生成較少的晶種，到后期可以放出比多很多的銀離子，為短線的生長提供原料從而納米銀線的生長比原來要長。（解釋了增加氯化銅后線為什么變長。）（2）到了后期由于釋放出大量的銀離子被還原成銀顆粒，所以更容易長出小的晶種，而小的晶種長成短棒時有附著在已長長得線上時（初期長的）則會出現(xiàn)更多的階梯型納米線，當(dāng)銅離子的量變大時可以促進附著在長線的短棒的生長，所以當(dāng)銅離子量增加時，則可使短線生長加快，從而生成粗的線增多，也可從粒徑上看出，原來的線的粒徑是現(xiàn)在兩倍。（文獻說同一溫度長出的線的半徑相當(dāng)）其可用一例子說明，取同一反應(yīng)液中前期與后期的溶液做電鏡比較其長度。做了試驗后看出在十分鐘時取出的納米銀線與反應(yīng)完后的納米銀線的粒徑差不多是1比2PVP加到原來三倍時線長得最均勻，剩下都有階梯形的，一倍時線最粗，之后有一部分變細，最后幾乎都變細了。PVP由于其在銀納米線上的不同面上的吸附作用不同，導(dǎo)致納米線各向異性生長，其在111面上的吸附能力弱于100面上的，所以在100面上的PVP要比111面上的PVP多，導(dǎo)致100面上被包裹了一層PVP不易讓小銀顆粒吸附，相對111面上較少的PVP，大量的小銀顆粒在111面附著，最后長成納米銀線。解釋出現(xiàn)的原因：PVP如何誘導(dǎo)產(chǎn)生階梯型納米線的。前期PVP較少，所以會出現(xiàn)大量的晶種和顆粒，一些納米短的銀棒由于PVP的包裹長成前期的納米短線，而此時PVP較少，有大量的短棒，所以納米短棒很容易附著在短線上，形成階梯型的納米線，而隨著反應(yīng)的進行，PVP會增多，既可以促進前期長成的母線生長，也會促進附著在母線上的短棒生長，由于一定條件下，納米線長度有一定的限制，所以母線的生長沒有短棒生長的快，當(dāng)短棒長到和母線一樣長時，則長成較粗的線。而沒有附著在后面長成短棒繼續(xù)生長形成了較細的線。當(dāng)PVP的含量較少時，由于對線的包裹不嚴，長出的短棒很容易吸附在母線上，所以會出現(xiàn)階梯型的線和較粗的線（也是由階梯型的線長成的）。當(dāng)隨著PVP的增加，對納米銀線的包裹增強，所以出現(xiàn)階梯型納米銀線的幾率減小，而PVP的量增加到原來十倍時，由于PVP過多（可用反應(yīng)中間的圖與十倍的比較），使得母體納米銀線的100面包裹的特別緊，長成的納米銀棒很難附著在母體納米銀線上，所以在其他條件相同的情況下，PVP是原來十倍的線與在中間取出的線的長度相同。溫度升高和降低時，線很少出現(xiàn)階梯型的納米線。溫度在納米銀線的生長過程中是至關(guān)重要的一個因素，決定了納米銀線生長的時間，粒徑，當(dāng)反應(yīng)溫度增加時，粒徑先減小后增加。而當(dāng)其他條件相同的情況下，溫度越低反應(yīng)時間越慢，且溶液所能提供的能量較少，當(dāng)溫度為130P所需的反應(yīng)時間為兩個小時，長出的納米線很粗，且有大量階梯型的，是由于上面原因造成的，而當(dāng)反應(yīng)溫升高時，到180r時，長出的線較均勻幾乎沒有出現(xiàn)階梯型的納米銀線，是因為反應(yīng)溶液可以為溶液中絕大多數(shù)的納米銀線提供生長所需的能量，會有很少的納米短棒由于能量不足而附著，每一根線都會因為充足的能量而生長，所以溶液中很小的且能附著的短棒本來就少，加上反應(yīng)溫度高時反應(yīng)較劇烈，所以溶液中幾乎沒有階梯型的納米銀線。設(shè)計一個實驗來模擬階梯型納米銀線生長過程：用常規(guī)方法制備標準的納米銀線用量與1中的量相同，再加入氯化銅十五分鐘后加入1的溶液若干，其他相同。觀察實驗結(jié)果可知：長出的線有一些是與1中制的的線長度粗細差不多