一種金屬納米線的清洗方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種金屬納米線的清洗方法，包括涂層工序、清洗工序、分散工序和清除工序，其特征在于所述金屬納米線的清洗方法在金屬納米線表面形成一層保護(hù)層，該保護(hù)層有效地防止了后續(xù)的抽濾洗滌時(shí)金屬納米線的沉聚，然后抽濾洗滌去除溶劑、有機(jī)高分子及無機(jī)鹽，最后去除金屬納米線表面的保護(hù)層，本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是所述金屬納米線的快速、高效清洗工藝，克服了離心洗滌耗時(shí)長、操作繁瑣、效率低的缺點(diǎn)，該保護(hù)層有效地防止了后續(xù)的抽濾洗滌時(shí)金屬納米線的沉聚，實(shí)現(xiàn)金屬納米線的快速、高效清洗，有效地避免了過濾洗滌過程中出現(xiàn)的成膜現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的收率和品質(zhì)。

Method for cleaning metal nano wire

The invention discloses a method for cleaning metal nanowires, including coating process, cleaning process, dispersion and clearance process, which is characterized in that a protective layer formed by the method of cleaning metal nanowires on the surface of metal nanowires, the protective layer can effectively prevent the subsequent filtration washing of metal nanowires sedimentation, filtration and washing to remove the solvent, organic polymer and inorganic salt, and finally remove the protective layer on the surface of metal nanowires, the invention has the advantages of quick and efficient cleaning process of the metal nanowires, overcome the centrifugal washing time-consuming, complicated operation, low efficiency, the protective layer effectively. To prevent the subsequent filtration washing of metal nanowires deposition, rapid and efficient cleaning of metal nanowires, effectively avoid the emergence of the membrane filtration and washing process The yield and quality of the product are improved.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種金屬納米線的清洗方法
本專利技術(shù)屬于納米材料
，更具體地涉及一種金屬納米線的清洗方法。
技術(shù)介紹
氧化銦錫（ITO）是目前引用最廣泛的透明電極材料，其主要應(yīng)用于顯示屏、觸摸屏等相關(guān)技術(shù)中。但I(xiàn)TO較脆，且成本高，故開發(fā)ITO的替代材料已成趨勢(shì)。經(jīng)研究表明，金屬（如銀、銅等）納米線不僅具有良好的導(dǎo)電性能，而且由于其表現(xiàn)出的小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、高比表面效應(yīng)而具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)等特性，可廣泛應(yīng)用于透明導(dǎo)電電極、柔性顯示屏、表面增強(qiáng)拉曼技術(shù)、功能納米器件等領(lǐng)域。目前，金屬納米線多采用濕法制備，多含有大量有機(jī)高分子，影響其導(dǎo)電性，無法直接用于導(dǎo)電薄膜的制備。故需對(duì)金屬納米線進(jìn)行洗滌，在保證不發(fā)生沉聚的情況下，去除表面大量有機(jī)高分子。其清洗一般采用離心洗滌、過濾洗滌等。離心洗滌耗時(shí)長、操作繁瑣，效率低，限制了金屬納米線在柔性透明導(dǎo)電薄膜上的大規(guī)模應(yīng)用。過濾洗滌效率高，但金屬納米線易沉聚成膜，且成膜后不能再分散。通過涂覆保護(hù)層達(dá)到保護(hù)目的之前有嘗試過，我國專利技術(shù)專利CN104299721A公開了一種在金屬納米線薄膜表面涂覆一薄層的保護(hù)層后通過清洗提高薄膜的光學(xué)性能，該專利中保護(hù)層的目的是在后續(xù)清洗過程中防止金屬納米線的脫落，繼而在保證導(dǎo)電性能的同時(shí)，提高了薄膜的光學(xué)性能，該技術(shù)屬于成品金屬納米線后期保養(yǎng)維護(hù)技術(shù)。然而，在金屬納米線生產(chǎn)過程中，金屬納米線母料進(jìn)行常規(guī)抽濾時(shí)清洗時(shí)，如何避免金屬納米線形成薄膜，進(jìn)而高效去除母料中的大量有機(jī)高分子，進(jìn)一步提高金屬納米線的性能的問題已迫在眉睫。因此急需研制一種金屬納米線的快速清工藝，有效降低金屬納米線的價(jià)格，加快金屬納米線在柔性透明導(dǎo)電薄膜上的商業(yè)化進(jìn)程。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種以改進(jìn)的抽濾洗滌工藝實(shí)現(xiàn)金屬納米線的快速、高效清洗方法。該工藝克服了離心洗滌耗時(shí)長、操作繁瑣、效率低的缺點(diǎn)，同時(shí)避免了過濾洗滌過程中出現(xiàn)的成膜現(xiàn)象。該專利技術(shù)中在金屬納米線表面形成一層保護(hù)層，有效地避免了抽濾洗滌時(shí)金屬納米線的沉聚。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題的具體技術(shù)方案為：所述的金屬納米線的清洗方法，包括涂層工序、清洗工序、分散工序和清除工序，其特征在于，所述涂層工序、清洗工序、分散工序和清除工序依次進(jìn)行。所述涂層工序?yàn)椋涸诮饘偌{米線表面形成一層保護(hù)層，所述保護(hù)層包括無機(jī)氧化物保護(hù)層、無機(jī)鹽保護(hù)層、有機(jī)物保護(hù)層，所述無機(jī)氧化物保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于二氧化硅、二氧化鈦、氧化銅、氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋅、氧化鎂或氧化鋁，所述無機(jī)鹽保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、碳酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化銅、氫氧化鐵、氫氧化鋁或氫氧化鋅，所述有機(jī)物保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、三苯基膦、氯化十六烷基吡啶或溴化十六烷基吡啶。形成所述無機(jī)氧化物保護(hù)層的方法至少為一種，包括熱分解法、水解法；所述熱分解法步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)氧化物保護(hù)層前驅(qū)物，待其溶解后加入助劑Ⅰ形成保護(hù)層，用溶劑抽濾清洗含保護(hù)層的金屬納米線，一定溫度下進(jìn)行熱分解形成無機(jī)氧化物保護(hù)層；所述水解法步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)氧化物保護(hù)層前驅(qū)物，待其混合均勻后加入助劑Ⅰ，形成無機(jī)氧化物保護(hù)層；形成所述的無機(jī)鹽保護(hù)涂層步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)鹽保護(hù)層前驅(qū)物，待其溶解后加入助劑Ⅰ形成無機(jī)鹽保護(hù)層；形成所述有機(jī)物保護(hù)涂層步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入有機(jī)物保護(hù)層前驅(qū)物，混合一定時(shí)間后形成一層有機(jī)物保護(hù)層。所述的清洗工序?yàn)椋阂匀軇┣逑春Ｗo(hù)層的金屬納米線，得到清洗物；清洗方式優(yōu)選為抽濾洗滌。所述分散工序?yàn)椋簩⒑斜Ｗo(hù)層的金屬納米線與分散劑溶液混合均勻，所述的分散劑至少為一種，包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、鹽類及有機(jī)高分子；所述的陰離子表面活性劑至少為一種，包括十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磷酸酯鉀鹽、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉；陽離子表面活性劑至少為一種，包括十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基吡啶氯化銨；非離子表面活性劑至少為一種，包括聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、吐溫、司盤；兩性離子表面活性劑至少為一種，包括十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基磺乙基甜菜堿、烷基二甲基羥丙基磷酸脂甜菜堿、烷基二甲基甜菜堿；鹽類至少為一種，包括氯化鈉、溴化鈉、檸檬酸鈉、醋酸鈉、草酸鈉；有機(jī)高分子至少為一種，包括聚乙烯醇、聚氧乙烯、羥基甲基纖維素、聚苯乙烯磺酸鹽、氨基烷基丙烯酸酯共聚物。所述清除工序?yàn)椋翰捎萌芙夥▽?duì)金屬納米線表面的保護(hù)層進(jìn)行清除，所述溶解法為將含有保護(hù)層的金屬納米線分散液與助劑Ⅱ混合均勻，靜置傾去上清液，得洗清過后的金屬納米線。進(jìn)一步的，所述金屬納米線至少為一種，包括銀納米線、銅納米線、金納米線、鉑納米線以及上述混合組成納米線。進(jìn)一步的，溶劑至少為一種，包括去離子水、乙醇、異丙醇、乙醚、丙酮、環(huán)己烷、二甲基甲酰胺。進(jìn)一步的，在涂層工序中，金屬納米線漿料濃度為0.01-50mg/ml，優(yōu)選為1-40mg/ml，更優(yōu)選為2-20mg/ml；金屬納米線與保護(hù)層前驅(qū)物的質(zhì)量比為（1:0.01）-（1:50）,優(yōu)選為（1:0.1）-（1:20），更優(yōu)選為（1:0.5）-（1:10）；金屬納米線漿料與溶劑的體積比為（1:0.1）-（1:50），優(yōu)選為（1:0.5）-（1:20），更優(yōu)選為（1:1）-（1:15）；保護(hù)層前驅(qū)物與助劑Ⅰ的質(zhì)量比為（1:0.01）-（1：10），優(yōu)選為（1:0.1）-（1:5）；熱分解溫度為30-1500℃，優(yōu)選為60-1400℃；進(jìn)一步地，所述的無機(jī)氧化物保護(hù)層前驅(qū)物至少為一種，包括硝酸銅、硫酸銅、氯化銅、氯化鈣、硝酸鈣、氯化鎂、硝酸鎂、氯化鐵、硝酸鐵、硝酸鋅、氯化鋅、氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁、硝酸鋇、氯化鋇、鈦酸四丁酯、異丙醇鈦、硫酸鈦、四氯化鈦、原硅酸四乙酯、正硅酸甲酯，形成無機(jī)氧化物保護(hù)層的厚度大于2±1nm；所述的無機(jī)鹽保護(hù)層前驅(qū)物至少為一種，包括硝酸銅、硫酸銅、氯化銅、氯化鈣、硝酸鈣、氯化鎂、硝酸鎂、氯化鐵、硝酸鐵、硝酸鋅、氯化鋅、氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁、硝酸鋇、氯化鋇，形成無機(jī)鹽保護(hù)層厚度大于2±1nm；所述的有機(jī)物保護(hù)層前驅(qū)物至少為一種，包括十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、三苯基膦、氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶。進(jìn)一步的，助劑Ⅰ至少為一種，包括去離子水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸、硫酸；助劑Ⅱ至少為一種，包括鹽酸、硝酸、硫酸、醋酸、氨水、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉。進(jìn)一步的，在分散工序中，分散劑溶液濃度為0.01-100mg/ml，優(yōu)選為0.1-50mg/ml；對(duì)應(yīng)金屬納米線漿料的體積與溶劑的體積比為（1:0.1）-（1:50），優(yōu)選為（1:0.5）-（1:20）。進(jìn)一步的，在清洗工序中，保護(hù)層前驅(qū)物與助劑Ⅱ的質(zhì)量比為（1:0.01）-（1:10），優(yōu)選為（1:0.1）-（1:5）。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)開發(fā)出一種金屬納米線的快速、高效清洗工藝，克服了離心洗滌耗時(shí)長、操作繁瑣、效率低的缺點(diǎn)，同時(shí)避本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種金屬納米線的清洗方法，包括涂層工序、清洗工序、分散工序和清除工序，其特征在于，所述涂層工序、清洗工序、分散工序和清除工序依次進(jìn)行；所述涂層工序?yàn)椋涸诮饘偌{米線表面形成一層保護(hù)層，所述保護(hù)層包括無機(jī)氧化物保護(hù)層、無機(jī)鹽保護(hù)層、有機(jī)物保護(hù)層，所述無機(jī)氧化物保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于二氧化硅、二氧化鈦、氧化銅、氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋅、氧化鎂或氧化鋁，所述無機(jī)鹽保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、碳酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化銅、氫氧化鐵、氫氧化鋁或氫氧化鋅，所述有機(jī)物保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、三苯基膦、氯化十六烷基吡啶或溴化十六烷基吡啶；形成所述無機(jī)氧化物保護(hù)層的方法至少為一種，包括熱分解法、水解法；所述熱分解法步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)氧化物保護(hù)層前驅(qū)物，待其溶解后加入助劑Ⅰ形成保護(hù)層，用溶劑抽濾清洗含保護(hù)層的金屬納米線，一定溫度下進(jìn)行熱分解形成無機(jī)氧化物保護(hù)層；所述水解法步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)氧化物保護(hù)層前驅(qū)物，待其混合均勻后加入助劑Ⅰ，形成無機(jī)氧化物保護(hù)層；形成所述的無機(jī)鹽保護(hù)涂層步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)鹽保護(hù)層前驅(qū)物，待其溶解后加入助劑Ⅰ形成無機(jī)鹽保護(hù)層；形成所述有機(jī)物保護(hù)涂層步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入有機(jī)物保護(hù)層前驅(qū)物，混合一定時(shí)間后形成一層有機(jī)物保護(hù)層；所述的清洗工序?yàn)椋阂匀軇┣逑春Ｗo(hù)層的金屬納米線，得到清洗物；清洗方式優(yōu)選為抽濾洗滌；所述分散工序?yàn)椋簩⒑斜Ｗo(hù)層的金屬納米線與分散劑溶液混合均勻，所述的分散劑至少為一種，包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、鹽類及有機(jī)高分子；所述的陰離子表面活性劑至少為一種，包括十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磷酸酯鉀鹽、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉；陽離子表面活性劑至少為一種，包括十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基吡啶氯化銨；非離子表面活性劑至少為一種，包括聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、吐溫、司盤；兩性離子表面活性劑至少為一種，包括十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基磺乙基甜菜堿、烷基二甲基羥丙基磷酸脂甜菜堿、烷基二甲基甜菜堿；鹽類至少為一種，包括氯化鈉、溴化鈉、檸檬酸鈉、醋酸鈉、草酸鈉；有機(jī)高分子至少為一種，包括聚乙烯醇、聚氧乙烯、羥基甲基纖維素、聚苯乙烯磺酸鹽、氨基烷基丙烯酸酯共聚物；所述清除工序?yàn)椋翰捎萌芙夥▽?duì)金屬納米線表面的保護(hù)層進(jìn)行清除，所述溶解法為將含有保護(hù)層的金屬納米線分散液與助劑Ⅱ混合均勻，靜置傾去上清液，得洗清過后的金屬納米線。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種金屬納米線的清洗方法，包括涂層工序、清洗工序、分散工序和清除工序，其特征在于，所述涂層工序、清洗工序、分散工序和清除工序依次進(jìn)行；所述涂層工序?yàn)椋涸诮饘偌{米線表面形成一層保護(hù)層，所述保護(hù)層包括無機(jī)氧化物保護(hù)層、無機(jī)鹽保護(hù)層、有機(jī)物保護(hù)層，所述無機(jī)氧化物保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于二氧化硅、二氧化鈦、氧化銅、氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋅、氧化鎂或氧化鋁，所述無機(jī)鹽保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、碳酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化銅、氫氧化鐵、氫氧化鋁或氫氧化鋅，所述有機(jī)物保護(hù)層材質(zhì)包括但不限于十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、三苯基膦、氯化十六烷基吡啶或溴化十六烷基吡啶；形成所述無機(jī)氧化物保護(hù)層的方法至少為一種，包括熱分解法、水解法；所述熱分解法步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)氧化物保護(hù)層前驅(qū)物，待其溶解后加入助劑Ⅰ形成保護(hù)層，用溶劑抽濾清洗含保護(hù)層的金屬納米線，一定溫度下進(jìn)行熱分解形成無機(jī)氧化物保護(hù)層；所述水解法步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)氧化物保護(hù)層前驅(qū)物，待其混合均勻后加入助劑Ⅰ，形成無機(jī)氧化物保護(hù)層；形成所述的無機(jī)鹽保護(hù)涂層步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入無機(jī)鹽保護(hù)層前驅(qū)物，待其溶解后加入助劑Ⅰ形成無機(jī)鹽保護(hù)層；形成所述有機(jī)物保護(hù)涂層步驟為：將金屬納米線漿料與溶劑混合均勻，加入有機(jī)物保護(hù)層前驅(qū)物，混合一定時(shí)間后形成一層有機(jī)物保護(hù)層；所述的清洗工序?yàn)椋阂匀軇┣逑春Ｗo(hù)層的金屬納米線，得到清洗物；清洗方式優(yōu)選為抽濾洗滌；所述分散工序?yàn)椋簩⒑斜Ｗo(hù)層的金屬納米線與分散劑溶液混合均勻，所述的分散劑至少為一種，包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、鹽類及有機(jī)高分子；所述的陰離子表面活性劑至少為一種，包括十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磷酸酯鉀鹽、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉；陽離子表面活性劑至少為一種，包括十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基吡啶氯化銨；非離子表面活性劑至少為一種，包括聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、吐溫、司盤；兩性離子表面活性劑至少為一種，包括十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基磺乙基甜菜堿、烷基二甲基羥丙基磷酸脂甜菜堿、烷基二甲基甜菜堿；鹽類至少為一種，包括氯化鈉、溴化鈉、檸檬酸鈉、醋酸鈉、草酸鈉；有機(jī)高分子至少為一種，包括聚乙烯醇、聚氧乙烯、羥基甲基纖維素、聚苯乙烯磺酸鹽、氨基烷基丙烯酸酯共聚物；所述清除工序?yàn)椋翰捎萌芙夥▽?duì)金屬納米線表面的保護(hù)層進(jìn)行清除，所述溶解法為將含有保護(hù)層的金屬納米線分散液與助劑Ⅱ混合均勻，靜置傾去上清液，得洗清過后的金屬納米線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬納米...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：岳魯敏，鄭逸群，禹益善，蘇陽，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：濟(jì)寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東,37