溶液中粗細(xì)不均勻納米線的形成

在實(shí)驗(yàn)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(xì)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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)在不同的地方同時(shí)生長成長粗的線。氯化銅增加，一開始線較短，細(xì)，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(shí)，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(shí)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(shí)會放出銀離子為后期線的生長提供原料。銅離子，二價(jià)銅可以被還原成一價(jià)的銅，可與長成的銀線表面氧氣作用，后被還原成二價(jià)的銅，總的來說銅離子的總量不會變，這是一個(gè)反復(fù)的過程。解釋：當(dāng)溶液中沒有氯化銅時(shí)，也看到有線產(chǎn)生，說明氯化銅只是促進(jìn)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(shí)有附著在已長長得線上時(shí)（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(shí)可以促進(jìn)附著在長線的短棒的生長，所以當(dāng)銅離子量增加時(shí)，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(xiàn)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(yàn)后看出在十分鐘時(shí)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(shí)線長得最均勻，剩下都有階梯形的，一倍時(shí)線最粗，之后有一部分變細(xì)，最后幾乎都變細(xì)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(shí)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(jìn)行，PVP會增多，既可以促進(jìn)前期長成的母線生長，也會促進(jìn)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(shí)，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(xì)的線。當(dāng)PVP的含量較少時(shí)，由于對線的包裹不嚴(yán)，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(qiáng)，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(shí)，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(shí)，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(gè)因素，決定了納米銀線生長的時(shí)間，粒徑，當(dāng)反應(yīng)溫度增加時(shí)，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(shí)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(shí)間為兩個(gè)小時(shí)，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(shí)，到180r時(shí)，長出的線較均勻幾乎沒有出現(xiàn)階梯型的納米銀線，是因?yàn)榉磻?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?yàn)槌渥愕哪芰慷L，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(shí)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(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來模擬階梯型納米銀線生長過程：用常規(guī)方法制備標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：長出的線有一些是與1中制的的線長度粗細(xì)差不多