專利名稱：一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米線的制備方法，特別是涉及一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀 納米線的制備方法。
背景技術(shù)：
金屬納米線因其在電子、光學(xué)器件和傳感器上的潛在應(yīng)用，成為近幾年來納米 材料研究的熱點(diǎn)課題。其中，對(duì)金屬銀納米線的研究更引起人們廣泛的關(guān)注。目前合 成金屬納米線最主要的方法是模板法，大致分為硬模板法和軟模板法。已經(jīng)用于合成金 屬銀納米線的硬模板主要包括多孔氧化鋁板(AAO)和聚碳酸酯膜(PC)，多孔氧化硅 以及碳納米管等。關(guān)于軟模板的合成銀納米線的報(bào)道很多，例如聚乙烯醇的高分子膜 (PVA)、表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTBA)等。在成功制備一系列金屬納米線 的基礎(chǔ)上，多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米線的制備及表征也引起了廣泛的關(guān)注。
核-殼型材料是一類由中心粒子為核，不同組分為殼層而組成的復(fù)合型材料， 由于其在組成、結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)等方面具有可調(diào)控性和可剪裁性等特點(diǎn)，這類材料的制 備和應(yīng)用研究已成為眾多學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)家們關(guān)注的熱點(diǎn)課題。模板法由于具有方法 簡(jiǎn)單、重復(fù)率高、預(yù)見性好、產(chǎn)品形態(tài)均一、性能穩(wěn)定等諸多特點(diǎn)而被廣泛用于制備 核-殼結(jié)構(gòu)材料。金屬納米復(fù)合材料的研究主要集中在核殼納米結(jié)構(gòu)的金屬/氧化物以 及金屬聚合物。而有機(jī)小分子/金屬核殼型復(fù)合納米線的研究很少。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米 線的制備方法。本發(fā)明中一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的結(jié)構(gòu)，其中芯層材料為 有機(jī)小分子自組裝形成的納米線，殼層材料為納米銀。
本發(fā)明提供一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟
(1)有機(jī)小分子自組裝形成納米線內(nèi)芯
室溫下，將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升 水中，獲得黃色的偶氮苯納米線懸浮液；
(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備
將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液中，形成混 合懸浮液；利用紫外光照1 1.5小時(shí)后，再將其置于日光下，放置10 12小時(shí)，獲得 核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸浮液。
所述的偶氮苯納米線懸浮液中，偶氮苯的濃度為2.5X10_4M。
所述的偶氮苯與硝酸銀的摩爾比為1 5 1 15。
所述的紫外光為λ max = 254nm，功率為400w的高壓汞燈。
結(jié)合軟模板法和光化學(xué)法，能夠很好調(diào)控最終產(chǎn)物的形貌，通過控制工藝條件，很容易得到可控尺寸的有機(jī)無機(jī)復(fù)合銀納米線，制備工藝簡(jiǎn)單、制備過程沒有使用 任何表面活性劑或協(xié)同劑，簡(jiǎn)化了后處理過程；納米線芯層為有機(jī)小分子自組裝體，通 過有機(jī)溶劑很輕易的除去，可獲得純的高長(zhǎng)徑比的一維銀納米線。


圖1是實(shí)施例1所制備的核殼型復(fù)合納米線的掃描電鏡照片；
圖2是實(shí)施例2所制備的核殼型復(fù)合納米線的掃描電鏡照片；
圖3是實(shí)施例3所制備的核殼型復(fù)合納米線的掃描電鏡照片；
圖4是實(shí)施例4所制備的核殼型復(fù)合納米線的掃描電鏡照片；
圖5是實(shí)施例5所制備的核殼型復(fù)合納米線的掃描電鏡照片；
圖6是實(shí)施例6所制備的核殼型復(fù)合納米線的掃描電鏡照片；
圖7是實(shí)施例1、實(shí)施例2所制備的核殼型復(fù)合納米線以及偶氮苯模板懸浮液的 的紫外可見光譜；
圖8是實(shí)施例3、實(shí)施例4所制備的核殼型復(fù)合納米線以及偶氮苯模板懸浮液的 的紫外可見光譜；
圖9是實(shí)施例5、實(shí)施例6所制備的核殼型復(fù)合納米線以及偶氮苯模板懸浮液的 紫外可見光譜。
具體實(shí)施方式
下面將描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但本發(fā)明的內(nèi)容完全不局限于此。
實(shí)施例1
(1)有機(jī)小分子自組裝形成納米線內(nèi)芯
將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，獲 得黃色的偶氮苯納米線的懸浮液，其中偶氮苯濃度為2.5X IO-4M ；
(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備
將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液，偶氮苯與 硝酸銀的摩爾比為1 5;利用紫外光(λ· = 254nm，400w高壓汞燈)光照1小時(shí)， 再將其置于日光下，放置12小時(shí)，獲得偏黃色的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸浮 液。
形貌及光譜表征圖1顯示了在實(shí)施例1條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù) 合銀納米線的掃描電鏡照片，結(jié)果表明，納米銀以顆粒的形式均勻地分布在有機(jī)小分子 自組裝的納米線的四周，自組裝體內(nèi)芯的直徑約為200nm，外殼銀納米顆粒的尺寸約為 200-400nm。圖7中，Al和AO分別為在實(shí)施例1條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù) 合銀納米線及自組裝體模板的水懸浮液的紫外可見光譜對(duì)比圖，證實(shí)了納米銀顆粒的形 成。
實(shí)施例2
(1)有機(jī)納米線內(nèi)芯的制備
將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，獲 得黃色的偶氮苯納米線的懸浮液，其中偶氮苯濃度為2.5X IO-4M ；
(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備
將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液，偶氮苯與 硝酸銀的摩爾比為1 5;利用紫外光Umax = 254nm，400w高壓汞燈)光照1.5小時(shí)， 再將其置于日光下，放置10小時(shí)，獲得黃色偏綠的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸 浮液。
形貌及光譜表征圖2顯示了在實(shí)施例2條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī) 復(fù)合銀納米線的掃描電鏡照片，結(jié)果表明，納米銀均勻緊實(shí)地包裹在有機(jī)小分子自組裝 的納米線的四周，自組裝體內(nèi)芯的直徑約為200nm，外殼包裹的納米銀層的厚度約為 200nm。圖7中，A2和AO為在實(shí)施例2條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米 線及自組裝體模板的水懸浮液的紫外可見光譜對(duì)比圖，證實(shí)了納米銀殼層的形成。
實(shí)施例3
(1)有機(jī)納米線內(nèi)芯的制備
將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，獲 得黃色的偶氮苯納米線的懸浮液，其中偶氮苯濃度為2.5X IO-4M ；
(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備
將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液，偶氮苯與 硝酸銀的摩爾比為1 10;利用紫外光(Xmax = ZSArnn, 400w高壓汞燈)光照1小時(shí)， 再將其置于日光下，放置12小時(shí)，獲得偏黃褐色的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸 浮液。
形貌及光譜表征圖3顯示了在實(shí)施例3條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合 銀納米線的掃描電鏡照片，結(jié)果表明，外殼包裹的納米銀層的厚度增加，同時(shí)，在懸浮 液中形成了大量的銀顆粒。圖8中，Bl和BO為在實(shí)施例3條件下所制備的核殼型有機(jī) /無機(jī)復(fù)合銀納米線及自組裝體模板的水懸浮液的紫外可見光譜對(duì)比圖，同樣證實(shí)了納米 銀的形成。
實(shí)施例4
(1)有機(jī)納米線內(nèi)芯的制備
將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，獲 得黃色的偶氮苯納米線的懸浮液，其中偶氮苯濃度為2.5X IO-4M ；
(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備
將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液，偶氮苯與 硝酸銀的摩爾比為1 10;利用紫外光Umax = 254nm，400w高壓汞燈)光照1.5小時(shí)， 再將其置于日光下，放置10小時(shí)，獲得深黃褐色的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸 浮液。
形貌及光譜表征圖4顯示了在實(shí)施例4條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù) 合銀納米線的掃描電鏡照片，結(jié)果表明，外殼包裹的納米銀層的厚度增加，同時(shí)，在懸 浮液中形成了大量的銀顆粒，且有部分納米銀團(tuán)聚。圖8中，B2和BO分別為在實(shí)施例 4條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線及自組裝體模板的水懸浮液的紫外可見 光譜對(duì)比圖，同樣證實(shí)了納米銀的形成。
實(shí)施例5
(1)有機(jī)納米線內(nèi)芯的制備
將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，獲 得黃色的偶氮苯納米線的懸浮液，其中偶氮苯濃度為2.5X IO-4M ；
(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備
將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液，偶氮苯與 硝酸銀的摩爾比為1 15;利用紫外光(Xmax = ZSArnn, 400w高壓汞燈)光照1小時(shí)， 再將其置于日光下，放置12小時(shí)，獲得黃褐色的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸浮 液。
形貌及光譜表征圖5顯示了在實(shí)施例5條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合 銀納米線的掃描電鏡照片，結(jié)果表明，外殼包裹的納米銀層的厚度增加，同時(shí)，在懸浮 液中形成了大量的銀顆粒。圖9中，Cl和CO分別為在實(shí)施例5條件下所制備的核殼型 有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線及自組裝體模板的水懸浮液的紫外可見光譜對(duì)比圖，同樣證實(shí) 了納米銀的形成。
實(shí)施例6
(1)有機(jī)納米線內(nèi)芯的制備
將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升水中，獲 得黃色的偶氮苯納米線的懸浮液，其中偶氮苯濃度為2.5X IO-4M ；
(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備
將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液，偶氮苯與 硝酸銀的摩爾比為1 15;利用紫外光Umax = 254nm，400w高壓汞燈)光照1.5小時(shí)， 再將其置于日光下，放置10小時(shí)，獲得深黃褐色的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸 浮液。
形貌及光譜表征圖6顯示了在實(shí)施例6條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù) 合銀納米線的掃描電鏡照片，結(jié)果表明，外殼包裹的納米銀層的厚度增加，同時(shí)，在懸 浮液中形成了大量的銀顆粒，且有部分納米銀團(tuán)聚。圖9中，C2和CO分別為在實(shí)施例 6條件下所制備的核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線及自組裝體模板的水懸浮液的紫外可見 光譜對(duì)比圖，同樣證實(shí)了納米銀的形成。
權(quán)利要求
1.一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)有機(jī)小分子自組裝形成納米線內(nèi)芯室溫下，將一定量的偶氮苯乙醇濃溶液通過IOOul微量注射器快速注射入5毫升水 中，獲得黃色的偶氮苯納米線懸浮液；(2)核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備將一定量的硝酸銀濃溶液加入步驟(1)制得的偶氮苯納米線懸浮液中，形成混合懸 浮液；利用紫外光照1 1.5小時(shí)后，再將其置于日光下，放置10 12小時(shí)，獲得核殼 型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的懸浮液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備方法，其特征在 于，所述的偶氮苯納米線懸浮液中，偶氮苯的濃度為2.5X10_4M。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備方法，其特征在 于，所述的偶氮苯與硝酸銀的摩爾比為1 5 1 15。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備方法，其特征在 于，所述的紫外光為λ· = 254nm，功率為400w的高壓汞燈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線的制備方法，主要步驟如下(1)有機(jī)小分子自組裝形成納米線內(nèi)芯有機(jī)小分子在水溶液中自組裝形成直徑約100～200nm的納米線；(2)核殼型復(fù)合銀納米線的制備在通過自組裝獲得的納米線懸浮液中，加入一定量的銀離子鹽溶液，通過紫外光(λmax＝254nm，400w高壓汞燈)照射后，再將其置于日光下照射一段時(shí)間，銀離子沉積在有機(jī)納米線的表面，形成厚度約100～200nm的銀納米外殼層，獲得核殼型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合銀納米線。
文檔編號(hào)C30B29/02GK102019433SQ201010583720
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月11日
發(fā)明者吳娟娟, 洪月蓉, 盛小海, 陳超 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司