本发明涉及纳米技术领域，具体涉及一种超长银纳米线的制备方法。
背景技术：
考虑到产率、长度、直径和反应条件，目前最适于规模化合成银纳米线的方法为多元醇法。此方法使用PVP(重均分子量通常为55000)作为包覆剂，在热的乙二醇(EG)中还原Ag+。一般而言，先将EG预热至160℃左右，然后在搅拌下使用进样泵缓慢注入银前驱体(通常为AgNO3)和PVP的EG溶液，继续在此温度下反应至完全。通常所合成的银纳米线长度为2～25μm，宽度为40～00nm，长径比为50～300。
由银纳米线(AgNWs)制成的纳米线导电网络能够导电的前提，是纳米线之间必须互相连接在一起。因为包覆在银纳米线表面的PVP为绝缘体，所以纳米线联结点处的结电阻远大于纳米线本身的电阻，换言之，AgNWs基透明导体的方块电阻主要来源于互相连接的AgNWs之间的结电阻。使用较长的纳米线能显著降低纳米线之间结点的密度，最终降低透明导体的方块电阻。因此，合成超长银纳米线可以大幅度提升银纳米线透明导电薄膜的光电特性。中国专利CN105537622A公开了一种制备银纳米线的方法，其在惰性气体下，采用一锅法制备出长度80μm的银纳米线。然而，通入惰性气体会提升生产成本，加大生产控制的难度。目前，合成长度超过90μm的超长银纳米线仍然是技术难点。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种超长银纳米线的制备方法，该制备方法操作简便，整个制备过程在常压和大气环境条件下进行，只需一步反应即可获得平均长度为90-120μm、平均直径为90-120nm的超长银纳米线，基于该超长银纳米线制备的透明导电薄膜表现出优异的光电特性，在550nm波长下的透过率可达91.3％，方块电阻可达
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)将平均分子量分别为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮以1-3:1的质量比加入到乙二醇中，配制得到总质量浓度为0.003-0.01g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和FeCl3的乙二醇溶液以1-4:1-9的体积比加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌1-5min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130-140℃的一个反应器中，在大气环境中反应1.5-5h，即得到平均长度为90-120μm、平均直径为90-120nm的超长银纳米线。
作为优选，步骤(4)中，硝酸银在混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中的添加量为0.003-0.01g/mL。
作为优选，步骤(3)中，平均分子量分别为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中添加的质量比为1:1或2:1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的超长银纳米线的制备方法，将十二烷基三甲基氯化铵和FeCl3引入到反应体系中，控制氯化银晶核的形貌和大小，引导超长银纳米线的一维生长；本发明制备方法所用制备装置简单，步骤少，温度低，操作简便，整个制备过程在常压和大气环境条件下进行，只需一步反应即可获得平均长度为90-120μm、平均直径为90-120nm的超长银纳米线，基于该超长银纳米线制备的透明导电薄膜表现出优异的光电特性，在550nm波长下的透过率可达91.3％，方块电阻可达
附图说明
图1为实施例1制备的超长银纳米线SEM图；
图2为实施例2制备的超长银纳米线SEM图；
图3为实施例3制备的超长银纳米线SEM图；
图4为实施例4制备的超长银纳米线SEM图；
图5为实施例5制备的超长银纳米线SEM图；
图6为实施例6制备的超长银纳米线SEM图；
图7为基于实施例1的超长银纳米线制备的透明导电薄膜的透过率-方块电阻图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的1mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和9mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应3h，即得到平均长度为120μm、平均直径为108nm的实施例1的超长银纳米线，其SEM图见图1。将实施例1的超长银纳米线分别制备为不同面密度的透明导电薄膜，测试不同面密度下的方块电阻和透过率(550nm波长下)，得到图7所示的透过率-方块电阻图。从图7可见，该透明导电薄膜在550nm波长下的透过率为91.3％，方块电阻为
实施例2的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的2mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和8mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌3min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应4h，即得到平均长度为120μm、平均直径为120nm的实施例2的超长银纳米线，其SEM图见图2。
实施例3的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.4g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.008g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的3mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和7mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌4min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应3h，即得到平均长度为102μm、平均直径为90nm的实施例3的超长银纳米线，其SEM图见图3。
实施例4的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)将0.53g平均分子量为360000的聚乙烯吡咯烷酮和0.27g平均分子量为58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.008g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的4mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和6mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至130℃的一个反应器中，在大气环境中反应3h，即得到平均长度为93μm、平均直径为90nm的实施例4的超长银纳米线，其SEM图见图4。
实施例5的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的5mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和5mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至140℃的一个反应器中，在大气环境中反应1.5h，即得到平均长度为110μm、平均直径为90nm的实施例5的超长银纳米线，其SEM图见图5。
实施例6的超长银纳米线的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制摩尔浓度为600μmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液，待用；
(2)配制摩尔浓度为600μmol/L的FeCl3的乙二醇溶液，待用；
(3)分别将0.3g平均分子量为360000和58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到100mL乙二醇中，充分搅拌至完全溶解，配制得到总质量浓度为0.006g/mL的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，待用；
(4)将0.7g硝酸银加入到配制的混合聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液中，充分搅拌后得到混合溶液；
(5)将配制的5mL的十二烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和5mL的FeCl3的乙二醇溶液加入到步骤(4)中得到的混合溶液中，搅拌2min，得到混合溶液；
(6)将步骤(5)中得到的混合溶液转移至已预热至140℃的一个反应器中，在大气环境中反应2.5h，即得到平均长度为110μm、平均直径为110nm的实施例6的超长银纳米线，其SEM图见图6。