银纳米线的合成方法

金属纳米线以其独特的电学、光学、催化以及磁学性能，受到人们越来越多的关注。银由于其良好的可塑性和延展性，又是所有金属中是的电和热的导体，因而银纳米线在催化、光电子学、微电子学等方面具有巨大的应用潜力。

银纳米线的合成方法

由于金属纳米材料的性质与其尺寸和形状有很大的关系，因而如何能用简便的方法合成一维金属纳米线，并很好的控制它的尺寸和形状就尤其重要。银由于其良好的可塑性和延展性，在所有金属中是的电和热的导体，因而银纳米结构材料在催化、光电子学、微电子学等方面的潜在应用也倍受关注。下面介绍一下其的合成方法。

模板合成法

模板合成方法是近十年来发展起来的合成新型纳米材料的较为简单的方法，其应用范围非常广泛，可用于制备合金、金属、半导体、导电高分子等纳米材料，模板合成法大致可以分为硬模板法和软模板法。其中硬模板法主要采用的是预制好的刚性模板，使得金属的纳米微粒在模板的纳米级的孔道中生长；而软模板法是当表面活性剂溶液的浓度达到一定值后，可以在溶液中形成胶束，从而引导金属纳米材料的生长，进一步生成棒状或线状的金属纳米结构。

硬模板法

作为硬模板的纳米孔膜主要有两大类：径迹蚀刻(track-etch)聚合物薄膜和多孔的Al2O3 薄膜。径迹蚀刻聚合物薄膜是以高速粒子撞击所需材料的薄片(一般厚度为6-20 mm)， 从而在薄片上产生划痕,然后用化学方法将这些刻痕腐蚀成孔。其孔径可以达到微米级, 甚至是纳米级。膜中含有直径一致的柱状微孔，孔的分布是不均匀和无规律的，孔直径可以小到10 nm，孔率可达到109/cm 2，所用膜材料一般是聚碳酸酯、聚脂及其它聚合物材料。

Al2O3 薄膜是通过金属Al 在酸性溶液中阳极氧化制得，这种膜含有孔径大小一致、呈几乎规则的六方点阵排列的柱状孔，它不同于由径迹蚀刻制得的聚合物膜，氧化铝多孔膜中孔径小且柱状孔并不倾斜，因为孔与孔之间的独立，不会因孔的倾斜而发生孔与孔交错现象。孔径大小分布在5-200 nm 的范围内，甚至可以更小，孔率高达1011/cm2，膜厚10-200 mm。除上述两种薄膜外，可作为硬模板的还有碳纳米管、纳米孔道阵列玻璃、微孔、介孔分子筛(如MCM-41、SBA-15 等)以及大孔径的新型介孔沸石等。由于这些模板的孔径是均匀一致的，所以可以获得类似的单一分布纳米线，并且合成的纳米线可以方便的同薄膜分离和收集使用。

早在1986 年Martin 等就采用含有纳米微孔的聚碳酸酯过滤膜作为模板，通过电化学聚合合成导电聚吡咯的基础上提出了纳米材料的模板合成方法。1989 年, 他们在阳极氧化铝模板的孔道内成功合成了Au 纳米线，并研究了它的透光性能。随后他们利用此方法合成了一系列的纳米结构材料，自此模板法得到了迅速发展。

Zhong 等通过乙醛还原硝酸银的溶液，使银纳米线在阳极氧化铝(AAO)薄模的孔道中生长，反应3 h，获得较密集的纳米线(图1)。由图可见，银纳米线呈现整齐均一的平行排列，长度达30 mm，直径约为53.6 nm。通过控制电解液的成分、阳极氧化的电压、铝的纯度和反应时间等，可以制备各种不同孔径、厚度和性质的AAO模板，从而获得不同长径比的金属纳米线。

Adhyapak和Chandwadkar等通过控制NaBH4 还原AgNO3 溶液，让银的纳米粒子在MCM-41 模板的孔道中形成纳米线，合成出了直径约2.8 nm的纳米线，观察到异质结构的Ag/MCM-41 表现出非常有趣的光致发光性质。

Pang等拓展了Al2O3 薄膜法，在AAO 薄膜的基础上制备了具有相同孔道密度但孔径不同的阳极氧化铝膜(AAM-SNDDND)，这种薄膜是在相同电压下选择性的在一块模板上进行不同时间的多次阳极化处理。在同一 AAM薄膜上制得了约40、60、80 nm三种不同直径的银纳米线。这种在同一模板上同时合成整齐均一但直径不同的金属纳米线的方法有可能为纳米器件的制造工艺以及光学，光电子学、磁学上对纳米线的研究提供新的方向和途径。

硬模板合成法可以形成排列有序的纳米结构阵列，在场发射领域和平板显示方面都有用武之地，而且可以通过控制模板的孔径和厚度，得到不同直径和不同长度的纳米线。但是硬模板法仍存在一些缺点，如：每次制备的纳米线数量有限，纳米线和模板分离困难，以及如何避免纳米线在分离过程中的损坏，如何能得到的单晶而非多晶的纳米线等仍然是有待解决的问题。