专利名称：一种核壳型有机/无机复合银纳米线的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米线的制备方法，特别是涉及一种核壳型有机/无机复合银 纳米线的制备方法。
背景技术：
金属纳米线因其在电子、光学器件和传感器上的潜在应用，成为近几年来纳米 材料研究的热点课题。其中，对金属银纳米线的研究更引起人们广泛的关注。目前合 成金属纳米线最主要的方法是模板法，大致分为硬模板法和软模板法。已经用于合成金 属银纳米线的硬模板主要包括多孔氧化铝板(AAO)和聚碳酸酯膜(PC)，多孔氧化硅 以及碳纳米管等。关于软模板的合成银纳米线的报道很多，例如聚乙烯醇的高分子膜 (PVA)、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTBA)等。在成功制备一系列金属纳米线 的基础上，多层复合结构的纳米线的制备及表征也引起了广泛的关注。
核-壳型材料是一类由中心粒子为核，不同组分为壳层而组成的复合型材料， 由于其在组成、结构、表面性质等方面具有可调控性和可剪裁性等特点，这类材料的制 备和应用研究已成为众多学科领域的科学家们关注的热点课题。模板法由于具有方法 简单、重复率高、预见性好、产品形态均一、性能稳定等诸多特点而被广泛用于制备 核-壳结构材料。金属纳米复合材料的研究主要集中在核壳纳米结构的金属/氧化物以 及金属聚合物。而有机小分子/金属核壳型复合纳米线的研究很少。发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种核壳型有机/无机复合银纳米 线的制备方法。本发明中一种核壳型有机/无机复合银纳米线的结构，其中芯层材料为 有机小分子自组装形成的纳米线，壳层材料为纳米银。
本发明提供一种核壳型有机/无机复合银纳米线的制备方法，其特征在于，包 括如下步骤
(1)有机小分子自组装形成纳米线内芯
室温下，将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升 水中，获得黄色的偶氮苯纳米线悬浮液；
(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备
将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液中，形成混 合悬浮液；利用紫外光照1 1.5小时后，再将其置于日光下，放置10 12小时，获得 核壳型有机/无机复合银纳米线的悬浮液。
所述的偶氮苯纳米线悬浮液中，偶氮苯的浓度为2.5X10_4M。
所述的偶氮苯与硝酸银的摩尔比为1 5 1 15。
所述的紫外光为λ max = 254nm，功率为400w的高压汞灯。
结合软模板法和光化学法，能够很好调控最终产物的形貌，通过控制工艺条件，很容易得到可控尺寸的有机无机复合银纳米线，制备工艺简单、制备过程没有使用 任何表面活性剂或协同剂，简化了后处理过程；纳米线芯层为有机小分子自组装体，通 过有机溶剂很轻易的除去，可获得纯的高长径比的一维银纳米线。
图1是实施例1所制备的核壳型复合纳米线的扫描电镜照片；
图2是实施例2所制备的核壳型复合纳米线的扫描电镜照片；
图3是实施例3所制备的核壳型复合纳米线的扫描电镜照片；
图4是实施例4所制备的核壳型复合纳米线的扫描电镜照片；
图5是实施例5所制备的核壳型复合纳米线的扫描电镜照片；
图6是实施例6所制备的核壳型复合纳米线的扫描电镜照片；
图7是实施例1、实施例2所制备的核壳型复合纳米线以及偶氮苯模板悬浮液的 的紫外可见光谱；
图8是实施例3、实施例4所制备的核壳型复合纳米线以及偶氮苯模板悬浮液的 的紫外可见光谱；
图9是实施例5、实施例6所制备的核壳型复合纳米线以及偶氮苯模板悬浮液的 紫外可见光谱。
具体实施方式
下面将描述本发明的几个实施例，但本发明的内容完全不局限于此。
实施例1
(1)有机小分子自组装形成纳米线内芯
将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，获 得黄色的偶氮苯纳米线的悬浮液，其中偶氮苯浓度为2.5X IO-4M ；
(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备
将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液，偶氮苯与 硝酸银的摩尔比为1 5;利用紫外光(λ· = 254nm，400w高压汞灯)光照1小时， 再将其置于日光下，放置12小时，获得偏黄色的核壳型有机/无机复合银纳米线的悬浮 液。
形貌及光谱表征图1显示了在实施例1条件下所制备的核壳型有机/无机复 合银纳米线的扫描电镜照片，结果表明，纳米银以颗粒的形式均勻地分布在有机小分子 自组装的纳米线的四周，自组装体内芯的直径约为200nm，外壳银纳米颗粒的尺寸约为 200-400nm。图7中，Al和AO分别为在实施例1条件下所制备的核壳型有机/无机复 合银纳米线及自组装体模板的水悬浮液的紫外可见光谱对比图，证实了纳米银颗粒的形 成。
实施例2
(1)有机纳米线内芯的制备
将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，获 得黄色的偶氮苯纳米线的悬浮液，其中偶氮苯浓度为2.5X IO-4M ；
(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备
将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液，偶氮苯与 硝酸银的摩尔比为1 5;利用紫外光Umax = 254nm，400w高压汞灯)光照1.5小时， 再将其置于日光下，放置10小时，获得黄色偏绿的核壳型有机/无机复合银纳米线的悬 浮液。
形貌及光谱表征图2显示了在实施例2条件下所制备的核壳型有机/无机 复合银纳米线的扫描电镜照片，结果表明，纳米银均勻紧实地包裹在有机小分子自组装 的纳米线的四周，自组装体内芯的直径约为200nm，外壳包裹的纳米银层的厚度约为 200nm。图7中，A2和AO为在实施例2条件下所制备的核壳型有机/无机复合银纳米 线及自组装体模板的水悬浮液的紫外可见光谱对比图，证实了纳米银壳层的形成。
实施例3
(1)有机纳米线内芯的制备
将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，获 得黄色的偶氮苯纳米线的悬浮液，其中偶氮苯浓度为2.5X IO-4M ；
(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备
将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液，偶氮苯与 硝酸银的摩尔比为1 10;利用紫外光(Xmax = ZSArnn, 400w高压汞灯)光照1小时， 再将其置于日光下，放置12小时，获得偏黄褐色的核壳型有机/无机复合银纳米线的悬 浮液。
形貌及光谱表征图3显示了在实施例3条件下所制备的核壳型有机/无机复合 银纳米线的扫描电镜照片，结果表明，外壳包裹的纳米银层的厚度增加，同时，在悬浮 液中形成了大量的银颗粒。图8中，Bl和BO为在实施例3条件下所制备的核壳型有机 /无机复合银纳米线及自组装体模板的水悬浮液的紫外可见光谱对比图，同样证实了纳米 银的形成。
实施例4
(1)有机纳米线内芯的制备
将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，获 得黄色的偶氮苯纳米线的悬浮液，其中偶氮苯浓度为2.5X IO-4M ；
(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备
将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液，偶氮苯与 硝酸银的摩尔比为1 10;利用紫外光Umax = 254nm，400w高压汞灯)光照1.5小时， 再将其置于日光下，放置10小时，获得深黄褐色的核壳型有机/无机复合银纳米线的悬 浮液。
形貌及光谱表征图4显示了在实施例4条件下所制备的核壳型有机/无机复 合银纳米线的扫描电镜照片，结果表明，外壳包裹的纳米银层的厚度增加，同时，在悬 浮液中形成了大量的银颗粒，且有部分纳米银团聚。图8中，B2和BO分别为在实施例 4条件下所制备的核壳型有机/无机复合银纳米线及自组装体模板的水悬浮液的紫外可见 光谱对比图，同样证实了纳米银的形成。
实施例5
(1)有机纳米线内芯的制备
将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，获 得黄色的偶氮苯纳米线的悬浮液，其中偶氮苯浓度为2.5X IO-4M ；
(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备
将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液，偶氮苯与 硝酸银的摩尔比为1 15;利用紫外光(Xmax = ZSArnn, 400w高压汞灯)光照1小时， 再将其置于日光下，放置12小时，获得黄褐色的核壳型有机/无机复合银纳米线的悬浮 液。
形貌及光谱表征图5显示了在实施例5条件下所制备的核壳型有机/无机复合 银纳米线的扫描电镜照片，结果表明，外壳包裹的纳米银层的厚度增加，同时，在悬浮 液中形成了大量的银颗粒。图9中，Cl和CO分别为在实施例5条件下所制备的核壳型 有机/无机复合银纳米线及自组装体模板的水悬浮液的紫外可见光谱对比图，同样证实 了纳米银的形成。
实施例6
(1)有机纳米线内芯的制备
将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，获 得黄色的偶氮苯纳米线的悬浮液，其中偶氮苯浓度为2.5X IO-4M ；
(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备
将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液，偶氮苯与 硝酸银的摩尔比为1 15;利用紫外光Umax = 254nm，400w高压汞灯)光照1.5小时， 再将其置于日光下，放置10小时，获得深黄褐色的核壳型有机/无机复合银纳米线的悬 浮液。
形貌及光谱表征图6显示了在实施例6条件下所制备的核壳型有机/无机复 合银纳米线的扫描电镜照片，结果表明，外壳包裹的纳米银层的厚度增加，同时，在悬 浮液中形成了大量的银颗粒，且有部分纳米银团聚。图9中，C2和CO分别为在实施例 6条件下所制备的核壳型有机/无机复合银纳米线及自组装体模板的水悬浮液的紫外可见 光谱对比图，同样证实了纳米银的形成。
权利要求
1.一种核壳型有机/无机复合银纳米线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)有机小分子自组装形成纳米线内芯室温下，将一定量的偶氮苯乙醇浓溶液通过IOOul微量注射器快速注射入5毫升水 中，获得黄色的偶氮苯纳米线悬浮液；(2)核壳型有机/无机复合银纳米线的制备将一定量的硝酸银浓溶液加入步骤(1)制得的偶氮苯纳米线悬浮液中，形成混合悬 浮液；利用紫外光照1 1.5小时后，再将其置于日光下，放置10 12小时，获得核壳 型有机/无机复合银纳米线的悬浮液。
2.根据权利要求1所述的一种核壳型有机/无机复合银纳米线的制备方法，其特征在 于，所述的偶氮苯纳米线悬浮液中，偶氮苯的浓度为2.5X10_4M。
3.根据权利要求1所述的一种核壳型有机/无机复合银纳米线的制备方法，其特征在 于，所述的偶氮苯与硝酸银的摩尔比为1 5 1 15。
4.根据权利要求1所述的一种核壳型有机/无机复合银纳米线的制备方法，其特征在 于，所述的紫外光为λ· = 254nm，功率为400w的高压汞灯。
全文摘要
本发明涉及一种核壳型有机/无机复合银纳米线的制备方法，主要步骤如下(1)有机小分子自组装形成纳米线内芯有机小分子在水溶液中自组装形成直径约100～200nm的纳米线；(2)核壳型复合银纳米线的制备在通过自组装获得的纳米线悬浮液中，加入一定量的银离子盐溶液，通过紫外光(λmax＝254nm，400w高压汞灯)照射后，再将其置于日光下照射一段时间，银离子沉积在有机纳米线的表面，形成厚度约100～200nm的银纳米外壳层，获得核壳型有机/无机复合银纳米线。
文档编号C30B29/02GK102019433SQ201010583720
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月11日 优先权日2010年12月11日
发明者吴娟娟, 洪月蓉, 盛小海, 陈超 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司