尺寸与形貌可控的低维银纳米结构的制备

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1、摘要银纳米结构的研究目前非常活跃，但文献合成的一维银纳米结构尺寸大多比较单一、范围窄，直径约在100nm或者60am左右，主要为五边形或不规则截面的多晶和孪晶结构；合成的银纳米片的大小(横向尺寸，边长)大多在100nlTl左右，宽厚比(边长和厚度之比)≤6。这种尺寸和形貌的单一性不利于调控银纳米结构的性能和大规模应用，因而寻找新的合成方法制备尺寸和形貌可调的银纳米结构具有十分重要学术意义和广泛的应用前景。本文通过溶剂(水)热法合成了截面为矩形的银纳米线、单晶同轴纳米电缆线，毫米长度的超长银纳米线以及

2、边长为微米级的银纳米片：表征和分析了合成产物的成分、形貌、结构和部分性能。同时，提出了上述银纳米结构的生成机理。采用溶剂热法，以乙二醇为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为晶体生长控制剂，Fe”为晶种刻蚀剂，能大量合成出不同截面形状的银纳米线。随着[Fe3+】的增加，产物银纳米线的截面由正五边形演变为矩形，直径也由50nnl增加到300ILtn。这说明通过控制[Fe”]能有效地使银晶种从孪晶转变为单晶，从而在动力学上实现了银纳米线尺寸和形貌的可控。采用水热法，以PVP为还原剂、氯化银为前驱物，大量制各

3、了高纯度的、且能自组装成有序阵列的截面为圆柱形的金属银／高分子纳米同轴电缆线。考察了温度、时间、浓度、溶剂和还原剂等因素对合成的Ag纳米结构的影响。结果显示控制还原能力和溶剂种类能调控银晶种、纳米线的截面结构和尺寸，可控制备出单晶银纳米线，银纳米线表面吸附的PVP是有序金属银／高分子纳米同轴电缆线形成有序阵列的关键。用低温(60℃)溶剂热法，以二甲基甲酰胺为主还原剂和溶剂，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为生长控制剂，硝酸银为前躯体，大量制备了高纯度的、边长为微米级、宽厚比≥10的面心立方单晶银纳米片。考

4、察了不同溶剂对银纳米结构的影响，并提出了大尺寸的银纳米片的形成机理．本文为调控单晶银纳米片的边长和宽厚比提供了一种新的可靠的动力学方法，制备的长边长、大宽厚比的单晶银纳米片在聚合物基导电复合材料和电磁屏蔽材料方面有潜在的重要应用。关键词：银纳米线，同轴纳米电缆，纳米片，纳米棱锥，纳米粒子AbstractThesynthesisofsilvernanostructureswasveryactiveatpresent．butthesizeofonedimensionalsilvernaostructur

5、ewasmostlysingleandnarrow,thediameterisabout100nnlor60am．Thecrystalstructureismainlypolycrystallineandtwinstructure，whilethecross—sectionisirregularorpentagon．Theas—synthesizedsilvernanoplates’size(horizontalsize，lengthedge)wasmostlyaround100nnlwithawi

6、dth—thicknessratio(edgelengthandthicknessratio)≤6．ThistmiformityofsizeandmorphologyWasnotconducivetotheperformanceofsilvernanostructuresandlarge-scaleapplications，andfindinganewsynthesismethodforthepreparationofadjustablesizeandmorphologyofthesilvernan

7、ostI．uctureshasveryimportantacademicsignificanceandbroadapplicationprospects．Inthispaper,wesucsessfulysynthesizedsilvernanowireswithrectangularcross．section,singlecrystalnano。coaxialcables，silvernanowireswithlengthsofseveralmillimetersandsilvernanoplat

8、eswithedgelengthsofseveralmicrometersbysolvothermalorhydrothermalroute．Theas·obtainedsilverproductswerecharacterizedandtestedandthegrowthmechanismofformersilvernaostructuresWasdicussed．Firstly,wehavepreparedlargescalesilvernanowireswitl