納米銀線相關(guān)研究

納米銀線相關(guān)研究匯報人：XXX-一、納米銀線相關(guān)研究1二、納米銀線的應(yīng)用2三、納米銀線發(fā)展趨勢3PART1一、納米銀線相關(guān)研究一、納米銀線相關(guān)研究1納米銀線制備原理納米銀線的制備過程納米銀線簡單地說，就是原子沿著特定方向生長而形成的細(xì)線1首先需要引入鹵素離子，在預(yù)加熱階段，鹵素離子與Ag離子形成難溶解的微小顆粒，從而起到固定銀原、降低反應(yīng)初始階段游離銀離子濃度的作用2然后將游離的銀離子還原成銀原子，隨著溫度的提高，溶液中的銀離子在還原劑的作用下逐漸還原成銀原子3緊接著，形成五重孿晶，被還原的銀原子會自發(fā)地生成團(tuán)簇(1～5nm)并在微小顆粒表面形成五重孿晶4最后，萌芽生長，這些五重孿晶會逐漸萌芽生長形成銀棒，并且在表面保護(hù)劑的作用下持續(xù)生成銀線一、納米銀線相關(guān)研究1.水溶液體系中制備納米銀線的研究液相化學(xué)方法液相化學(xué)方法是控制性合成納米材料最為常用的方法該方法工藝過程簡單，成本較低廉，在簡單的液相反應(yīng)過程就可以實(shí)現(xiàn)對納米材料形貌和尺寸的調(diào)控，最有希望被應(yīng)用于納米銀線工業(yè)化生產(chǎn)一、納米銀線相關(guān)研究成功案例其中，2002年Sun團(tuán)隊(duì)[12]首次提出的多元醇法，以乙二醇為還原劑及分散劑，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，通過Pt為晶核制備出納米銀線，該技術(shù)被廣泛關(guān)注，一、納米銀線相關(guān)研究7在此基礎(chǔ)上，科研工作者對該技術(shù)制備納米銀線進(jìn)行了大量的探究和推進(jìn)。Zhang課題組[13]選用硝酸銀為銀源，通過加入PVP和少量FeCl3，在乙二醇為體系下反應(yīng)，制備出長度為220μm的納米銀線。Jia題組[14]在含有硝酸銀、PVP的乙二醇溶液中，加入NaCl和NaBr，在N2氣氛保護(hù)下于180℃下反應(yīng)制得直徑約為20nm的銀納米線目前，采用多元醇法制備納米銀線的技術(shù)已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步，該方法的技術(shù)特點(diǎn)都是以乙二醇做還原劑和溶劑，由于其還原性非常溫和，在高溫下才逐漸顯示出還原性能，為五面孿晶結(jié)構(gòu)的銀晶種成核提供了溫和的環(huán)境。同時，乙二醇的液體黏度較大，能有效減緩反應(yīng)速率，為銀晶種的成長及定向沉積提供有利條件一、納米銀線相關(guān)研究研究意義與挑戰(zhàn)雖然多元醇制備納米銀線的方法被普遍應(yīng)用，但該方法在制備納米銀線的過程中由于使用大量的有機(jī)溶劑(乙二醇、丙三醇等)，雖有利于控制銀晶種的成核和生長，但造成后期反應(yīng)溶液黏度大，產(chǎn)物洗滌困難，后處理費(fèi)時，成本提高，廢液污染嚴(yán)重等系列問題。因此，開發(fā)水溶體系下制備納米銀線的新方法，對于解決此類問題具有重要意義一維納米銀線的形成，需要晶體在溫和的條件下緩慢生長。但在水溶液體系下，離子之間的反應(yīng)速率較有機(jī)體系較快，晶體的成核與生長速率增加，定向生長控制難度提升，非常不利于一維材料的形成。因此，在水溶液體系下制備納米銀線存在巨大挑戰(zhàn)一、納米銀線相關(guān)研究解決方案針對以上問題，本文開展在水溶液體系下制備納米銀線的研究，通過選擇合適的還原劑，采用Cl-先將銀離子絡(luò)合再還原的方式，有效控制溶液中銀離子濃度，從而調(diào)控晶體成核及生長方向，最終獲得銀納米線材料開展對反應(yīng)中還原劑種類、用量，Cl-/Ag+摩爾比、鹵化物種類和表面活性劑相對分子質(zhì)量等實(shí)驗(yàn)因素的探討，獲得制備納米銀線的最佳工藝參數(shù)為水溶液法制備低成本納米銀線奠定相關(guān)理論基礎(chǔ)，對后續(xù)推動其在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用提供技術(shù)支撐2.原位合成納米銀線-還原氧化石墨烯復(fù)合材料研究一、納米銀線相關(guān)研究研究方向石墨烯和納米銀線復(fù)合材料的制備主要是采用石墨烯與納米銀線混合或者氧化石墨烯與納米銀線混合再還原的方法,原位合成石墨烯-納米銀線復(fù)合材料依然是難點(diǎn)[11-16]Tang等[3]報道了以檸檬酸鈉為輔助劑,通過氧化石墨烯和銀離子的同步還原合成銀納米線-石墨烯雜化納米復(fù)合材料Luo等[1]改進(jìn)Tang等的工作,在聚二烯丙基二甲基氯化銨存在下,以檸檬酸鈉為化學(xué)還原劑,在功能化石墨烯納米片表面原位生長銀納米線已有報道的石墨烯-納米銀線復(fù)合材料合成產(chǎn)物中往往存在大量的納米銀顆粒,如何提升石墨烯-納米銀線復(fù)合材料的產(chǎn)率一直是研究者探索的問題一、納米銀線相關(guān)研究研究方案本文在課題組前期合成納米銀線工藝基礎(chǔ)上,采用改進(jìn)的多元醇法,以氧化石墨烯(GrapheneOxide,GO)作為石墨烯前驅(qū)體,以硝酸銀(AgNO3)為銀源,以聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone,PVP)為表面修飾劑,三氯化鐵為抑制劑,乙二醇為溶劑和還原劑,在溶劑熱條件下原位合成納米銀線-還原氧化石墨烯(AgNWs-RGO)復(fù)合材料探討了反應(yīng)溶液中GO∶AgNO3質(zhì)量比、反應(yīng)溫度和時間對合成產(chǎn)物形貌的影響,并對AgNWsRGO復(fù)合材料的形成機(jī)理進(jìn)行了分析探討PART2二、納米銀線的應(yīng)用二、納米銀線的應(yīng)用1．生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(1)制備抗菌藥物利用納米銀線的抗菌性能，可以制備出高效的抗菌藥物，如納米銀線載體的抗生素(2)智能藥物輸送系統(tǒng)利用納米銀線的智能特性，可以制備出能夠精確控制藥物釋放速度和量的智能藥物輸送系統(tǒng)，如納米銀線藥物輸送系統(tǒng)二、納米銀線的應(yīng)用(3)治療癌癥利用納米銀線的抗腫瘤性能，可以制備出能夠靶向癌細(xì)胞的納米銀線藥物，如納米銀線載藥的納米顆粒(4)治療糖尿病利用納米銀線的降血糖性能，可以制備出能夠降低血糖的納米銀線藥物，如納米銀線載藥的納米顆粒(5)治療心血管疾病利用銀線的抗炎和抗氧化性能，可以制備出能夠降低心血管疾病風(fēng)險的納米銀線藥物，如納米銀線載藥的納米顆粒2.光電領(lǐng)域二、納米銀線的應(yīng)用(1)太陽能電池利用納米銀線的光電轉(zhuǎn)換性能，可以制備出高效的太陽能電池，如納米銀線太陽能電池(2)觸控屏幕利用納米銀線的導(dǎo)電性能，可以制備出透明的導(dǎo)電薄膜和觸控屏幕，如納米銀線觸控屏幕二、納米銀線的應(yīng)用o(3)光催化水分解o利用納米銀線的光催化性能，可以制備出能夠?qū)⑺纸獬蓺錃夂脱鯕獾募{米銀線催化劑，如納米銀線光催化水分解裝置o(4)光吸收材料o利用納米銀線的吸光性能，可以制備出高效的光吸收材料，如納米銀線光吸收劑二、納米銀線的應(yīng)用3．建筑材料領(lǐng)域(1)抗菌建筑材料利用納米銀線的抗菌性能，可以制備出高效的抗菌建筑材料，如納米銀線抗菌瓷磚(2)隔音材料利用納米銀線的吸音性能，可以制備出高效的隔音材料，如納米銀線隔音膜(3)建筑材料表面涂層利用納米銀線的抗菌性能，可以制備出高效的建筑材料表面涂層，如納米銀線表面涂層二、納米銀線的應(yīng)用4．能源領(lǐng)域(1)鋰離子電池利用納米銀線的導(dǎo)電性能和光電轉(zhuǎn)換性能，可以制備出高效的鋰離子電池，如納米銀線鋰離子電池(2)太陽能發(fā)電利用納米銀線的光電轉(zhuǎn)換性能，可以制備出高效的太陽能電池，如納米銀線太陽能電池(3)燃料電池利用納米銀線的導(dǎo)電性能和光催化性能，可以制備出高效的燃料電池，如納米銀線燃料電池二、納米銀線的應(yīng)用5．環(huán)保領(lǐng)域(1)污水處理利用納米銀線的殺菌性能和吸附性能，可以制備出高效的污水處理劑，如納米銀線污水處理劑(2)空氣凈化利用納米銀線的殺菌性能和吸附性能，可以制備出高效的空氣凈化材料，如納米銀線空氣凈化材料(3)土壤修復(fù)利用納米銀線的殺菌性能和吸附性能，可以制備出高效的土壤修復(fù)材料，如納米銀線土壤修復(fù)材料PART3三、納米銀線發(fā)展趨勢三、納米銀線發(fā)展趨勢1.發(fā)展趨勢納米材料的一個重要用途是與其他材料形成的納米復(fù)合材料，可以明顯提高材料的性能(改性作用)。近年來納米電子材料已在電子器件和設(shè)備中得到了較廣泛的應(yīng)用。納米電子材料被認(rèn)為是使功能電子材料發(fā)生躍遷的關(guān)鍵，是21世紀(jì)最有前途的材料三、納米銀線發(fā)展趨勢2.工業(yè)領(lǐng)域納米銀線作為一種新型的一維納米材料,不僅具備納米材料的尺寸效應(yīng)和較高的電導(dǎo)率,同時又賦予了可拉伸透明導(dǎo)電薄膜優(yōu)