溶液中粗细不均匀纳米线的形成

在实验中可以看到有些纳米银线的侧边是六边形了，但有些纳米线的侧边是类似圆形。★溶液中粗细不均匀纳米线的形成。有阶梯型的可能是前期长成的线，由于后期有小的纳米线棒由于某种力粘合在一起，小的纳米短棒也有在原来长的纳米线的上面长长，如果原料够，条件适宜，则可继续生长，当生长成一样长度时，看上去就和一根粗的一样了。由于后期原料不足，条件不适宜，导致其不可能长得比原来的长，而且在每一条件下都有其实生长的极限，所以则出现了阶梯型的线，使得溶液中的的纳米线的直径出现了不均匀性。有的线可能从不同的地方同时附着短棒，又由于在相同条件下在同一生长阶段生成短棒的直径相似，所以生成的阶梯型短棒可能同时在不同的地方同时生长成长粗的线。氯化铜增加，一开始线较短，细，后来有了阶梯形的纳米银线，到后来长出的线粗了，之后又有了阶梯形的线。氯化铜的作用：氯离子，是起了缓冲池的作用，氯离子可以和硝酸银中的银离子结合成氯化银，当溶液中银离子浓度较高时，氯离子与银离子结合，生成氯化银，从而减少溶液中的银离子，防止银离子在初期时过多生成太多的颗粒晶种到后期银微粒不足长不长，而且原料不足的晶种易生成颗粒；当溶液中的银离子较少时会放出银离子为后期线的生长提供原料。铜离子，二价铜可以被还原成一价的铜，可与长成的银线表面氧气作用，后被还原成二价的铜，总的来说铜离子的总量不会变，这是一个反复的过程。解释：当溶液中没有氯化铜时，也看到有线产生，说明氯化铜只是促进了纳米银线的生成，只是有很多的颗粒。1当氯化铜的量增加很多后，首先，（1）前期（氯离子对母线的影响）氯离子多了，前期可以将溶液中固定的银离子多了，由于是将硝酸银直接加入，溶液中会出现大量的银离子，可以生成比原来多几倍的银离子，前期可以减少银离子的数量，生成较少的晶种，到后期可以放出比多很多的银离子，为短线的生长提供原料从而纳米银线的生长比原来要长。（解释了增加氯化铜后线为什么变长。）（2）到了后期由于释放出大量的银离子被还原成银颗粒，所以更容易长出小的晶种，而小的晶种长成短棒时有附着在已长长得线上时（初期长的）则会出现更多的阶梯型纳米线，当铜离子的量变大时可以促进附着在长线的短棒的生长，所以当铜离子量增加时，则可使短线生长加快，从而生成粗的线增多，也可从粒径上看出，原来的线的粒径是现在两倍。（文献说同一温度长出的线的半径相当）其可用一例子说明，取同一反应液中前期与后期的溶液做电镜比较其长度。做了试验后看出在十分钟时取出的纳米银线与反应完后的纳米银线的粒径差不多是1比2PVP加到原来三倍时线长得最均匀，剩下都有阶梯形的，一倍时线最粗，之后有一部分变细，最后几乎都变细了。PVP由于其在银纳米线上的不同面上的吸附作用不同，导致纳米线各向异性生长，其在111面上的吸附能力弱于100面上的，所以在100面上的PVP要比111面上的PVP多，导致100面上被包裹了一层PVP不易让小银颗粒吸附，相对111面上较少的PVP，大量的小银颗粒在111面附着，最后长成纳米银线。解释出现的原因：PVP如何诱导产生阶梯型纳米线的。前期PVP较少，所以会出现大量的晶种和颗粒，一些纳米短的银棒由于PVP的包裹长成前期的纳米短线，而此时PVP较少，有大量的短棒，所以纳米短棒很容易附着在短线上，形成阶梯型的纳米线，而随着反应的进行，PVP会增多，既可以促进前期长成的母线生长，也会促进附着在母线上的短棒生长，由于一定条件下，纳米线长度有一定的限制，所以母线的生长没有短棒生长的快，当短棒长到和母线一样长时，则长成较粗的线。而没有附着在后面长成短棒继续生长形成了较细的线。当PVP的含量较少时，由于对线的包裹不严，长出的短棒很容易吸附在母线上，所以会出现阶梯型的线和较粗的线（也是由阶梯型的线长成的）。当随着PVP的增加，对纳米银线的包裹增强，所以出现阶梯型纳米银线的几率减小，而PVP的量增加到原来十倍时，由于PVP过多（可用反应中间的图与十倍的比较），使得母体纳米银线的100面包裹的特别紧，长成的纳米银棒很难附着在母体纳米银线上，所以在其他条件相同的情况下，PVP是原来十倍的线与在中间取出的线的长度相同。温度升高和降低时，线很少出现阶梯型的纳米线。温度在纳米银线的生长过程中是至关重要的一个因素，决定了纳米银线生长的时间，粒径，当反应温度增加时，粒径先减小后增加。而当其他条件相同的情况下，温度越低反应时间越慢，且溶液所能提供的能量较少，当温度为130P所需的反应时间为两个小时，长出的纳米线很粗，且有大量阶梯型的，是由于上面原因造成的，而当反应温升高时，到180r时，长出的线较均匀几乎没有出现阶梯型的纳米银线，是因为反应溶液可以为溶液中绝大多数的纳米银线提供生长所需的能量，会有很少的纳米短棒由于能量不足而附着，每一根线都会因为充足的能量而生长，所以溶液中很小的且能附着的短棒本来就少，加上反应温度高时反应较剧烈，所以溶液中几乎没有阶梯型的纳米银线。设计一个实验来模拟阶梯型纳米银线生长过程：用常规方法制备标准的纳米银线用量与1中的量相同，再加入氯化铜十五分钟后加入1的溶液若干，其他相同。观察实验结果可知：长出的线有一些是与1中制的的线长度粗细差不多