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摘 要

从上世纪九十年代开始，全球范围内都刮起了纳米材料研究的风暴，各国在纳米材料科学研究前沿领域的专家学者投入了大量时间精力开始攀登纳米材料研究的学术最高峰。在纳米线的研究领域里，银纳米线是重要的一个部分，基于AgNO₃和促进剂的多元醇合成反应是获得高效、低成本的银纳米线的方法。

本文通过使用乙二醇（EG）作为溶剂和还原剂，PVP用作包裹剂，氯化物盐用作控制剂，AgNO₃用作传统多元醇方法中的前驱体，在160摄氏度的温度下简单高效的制备大量银纳米线。实验重点研究生长时间和EG预热时间的改变对合成的纳米线形貌的影响。通过对比试验数据得出结论：生长时间主要影响纳米线的数量，生长时间为30分钟时可以获得最多的纳米线；纳米线的长度则由生长时间和EG预热时间共同决定，EG预热时间为20分钟且生长30分钟时可以获得最多最长的银纳米线，改变其中一个实验参数都会对长成的纳米线形貌产生很大影响。

关键词：银纳米线，乙二醇预热时间，生长时间，纳米线形貌

The growth mechanism of metal nanostructures and the effects of

various parameters

Abstract

From the beginning of 1990s, It has been blowing the storm of nano-materials research in the world. The experts and scholars of the forefront of nano-materials science and technology in many countries have invested a lot of time to climbnano-materials research academic peak. In the field of nanowire research, silver nanowire is an important branch of the metal nanoires, which can be obtained by polyol synthesis reaction based on AgNO3 and promoter with high efficiency and low cost.

In this thesis, We use ethylene glycol（EG）as both a solvent and a reducing agent, PVPas a coating agent and a chloride saltas a control agent, AgNO3 is used as a precursor in a conventional polyol process at a temperature of 160 °C for the synthesis of silver nanowires with a simple and efficient manner. In this experiment, we focused on the effects of growth time and EG warm-up time on the morphology of nanowires. By comparing the experimental data, it is concluded that the growth time mainly affects the number of nanowires,when the growth time is 30 minutes. The length of the nanowire is both influenced by the growth time and the EG warm-up time. EG warm-up time for 20 minutes and 30 minutes for growthwill result in the longest silver nanowires. It is found that changing one of the experimental parameters will have a great impact on the morphology of nanowires.

Key words: silver nanowires；Ethylene glycol warm-up time；growth time；nanowire morphology

目录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 2

1.1金属纳米线的研究进展与发展现状 2

1.2银纳米线的研究进展与制备方法 2

1.3合成各参数对Ag纳米线形貌的影响 4

1.4本论文的研究内容 5

第二章制备银纳米线 6

2.1原理 6

2.2实验内容和过程 7

2.3结果与分析 12

第三章小结 16

参考文献 17

致谢 18

第一章 绪 论

1.1金属纳米线的研究进展与发展现状

纳米线因使用用途不同所以有不同的类型，主要类别包括金属纳米线，半导体和绝缘体纳米线。金属纳米线因为其优异的透光性，导电性和机械性，最近越来越受到国内外众多研究者的关注。

纳米线和金属各自的结构特性都集中在金属纳米线上，因此在物理和化学性能上，这些金属纳米线都有很好的表现，将其独特的结构性能和物理及化学性质运用到纳米电子器件和各种微型传感器中，必能使其综合性能有明显的提升。最近几年，纳米材料的研究发掘一度成为材料研究领域的前沿课题。深入发掘其基础研究价值和潜在的应用价值，这将对材料，物理，化学，生物等各领域研究都有很重大意义

纳米线也属于纳米材料的一种。纳米线因其光学、电学、力学引起了各界众多科研研究者们的关注，大家把研究重心向纳米线倾斜。与此同时，研究者所要研究的重要内容也包括纳米线的结构性能，以及用何种方法发挥最大纳米线的最大性能。同时，众多研究者对二元合金纳米线，三元合金纳米线也展开了深入研究。由于纳米结构材料具有许多特殊的性能，与传统材料相比，由纳米结构材料制成的纳米器件会表现出更加优异的性能。但是在目前的研究进展下，我们对于更加精密高效的纳米器件的研究应用还处在初始阶段，据离纳米器件的大规模应用还有巨大的差距。

1.2银纳米线的研究进展与制备方法

银纳米线薄膜相对于传统材料生产的薄膜有更好的透光性和导电性，这在柔性屏的生产制作中有大量应用。相比于传统的太阳能电池银纳米线可以提高对太阳能的转换效率。转换效率的提高，带动了太阳能电池的利用率，这可以大大缓解全球性的能源问题。硅纳米线具有光致发光特性，场发射特性等。这些纳米线的特殊性能在制备电子器件，传感器等领域都能发挥极大的作用。

随着纳米技术的日益发展，我们已经可以制备出更高品质的银纳米线，其运用也十分广泛。例如制成光电性能优异的透明导电薄膜，因其优异的透光性能将其应用于透明加热器，实现窗户车窗除雾等；银纳米线具有独特的尺寸效应，其耐曲挠性十分出色。因此可以制成透明电极等高端材料，这可以克服传统材料薄膜普遍存在的脆性大，在弯折过程容易产生裂纹，使薄膜性能出现大幅降低的缺点，可以大量应用在柔性，触摸屏，可实现弯折的各种显示器件等，而且已经有大量的研究将其应用于薄膜太阳能电池领域。但如何获得大量高品质银纳米线仍然是一个难题。因此，非常需要通过简单且快速的工业方法在短时间内生产大规模的高品质银纳米线。

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