物理化学学报 >> 2016, Vol. 32 >> Issue (7): 1604-1622.doi: 10.3866/PKU.WHXB201604182

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铜纳米线的液相制备及其表面修饰研究进展

高琪,阚彩侠*(),李俊龙,楼叶珂,魏菁菁   

  • 收稿日期:2016-02-15 发布日期:2016-07-08
  • 通讯作者: 阚彩侠 E-mail:cxkan@nuaa.edu.cn
  • 作者简介:高琪,1992年生.2014年本科毕业于沧州师范学院物理学专业,2014年至今就读于南京航空航天大学理学院凝聚态物理专业硕士研究生.主要研究方向为铜纳米结构的制备及性质研究.主持研究生创新基地(实验室)开放基金项目1项,参与国家自然科学基金项目1项|阚彩侠, 1975年生. 2004年博士毕业于中国科学院固体物理研究所, 2002.8-2002.11在德国马普学会微结构物理研究所从事科研合作, 2004-2006年在南京大学物理学博士后流动站工作, 2006年在南京航空航天大学理学院从事教学和科研工作, 2007年晋升为副教授, 2009年破格晋升为教授.主要从事介孔材料、贵金属纳米结构、有序纳米结构、发光材料等方面的研究.主持国家自然科学基金2项, 2008年被评为江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师. 2014年被评为江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人|李俊龙,1991年生.2015年本科毕业于南京航空航天大学应用物理专业,2015年至今就读于南京航空航天大学理学院凝聚态物理专业硕士研究生.主要研究方向为铜纳米结构的制备及性质研究.参与国家自然科学基金项目1项|楼叶珂,1993年生.2015年本科毕业于南京航空航天大学应用物理专业,2015年至今就读于南京航空航天大学理学院凝聚态物理专业硕士研究生.主要研究方向为金纳米结构的制备及性质研究.参与国家自然科学基金项目1项|魏菁菁,1991年生.2014年本科毕业于淮北师范大学物理学专业,2014年至今就读于南京航空航天大学理学院凝聚态物理专业硕士研究生.主要研究方向为银纳米结构的制备及性质研究.参与国家自然科学基金项目1项,研究生创新基地(实验室)开放基金项目1项
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(11274173);国家自然科学基金(11374159);中央高校基本科研业务费(INMD-2016M05);江苏省“青蓝工程”及南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj20150801)

Research Progress on the Liquid-Phase Preparation and Surface Modification of Copper Nanowires

Qi GAO,Cai-Xia KAN*(),Jun-Long LI,Ye-Ke LOU,Jing-Jing WEI   

  • Received:2016-02-15 Published:2016-07-08
  • Contact: Cai-Xia KAN E-mail:cxkan@nuaa.edu.cn
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China(11274173);the National Natural Science Foundation of China(11374159);Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(INMD-2016M05);Qing Lan Project of Jiangsu Province, China, and Graduate Innovation Base (Laboratory) Open Fund of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, China(kfjj20150801)

摘要:

在现代纳米科学技术领域中,铜纳米线由于具有独特的光学、电学、力学和热学性质而成为制备透明柔性导电电极的优良材料。铜价格低廉,自然存储量较大,是实际应用中替代贵金属的理想材料。然而,将铜离子还原为单质铜比较困难,且单质铜非常容易被氧化,这成为应用中亟需解决的关键问题。如何制备单分散、稳定且具有抗氧化性的铜纳米线也成为该领域的研究热点。在各种制备铜纳米线的方法中,液相还原法不仅可以解决以上问题,且该方法具有制备条件限制少、成本低、简单易行等优点而被广泛应用于铜纳米线的大量合成。本文从铜纳米线的研究背景和研究价值入手,首先综述了不同(光滑或粗糙、单晶或孪晶)铜纳米线的液相制备方法及其生长机制。讨论了铜纳米线的氧化及其抗氧化表面包覆问题。最后对铜纳米线的研究意义和应用前景做出展望。

关键词: 铜纳米线, 液相还原法, 单晶, 孪晶, 表面氧化, 表面修饰

Abstract:

Copper nanowires are excellent materials for transparent and flexible conducting electrodes in modern nanoscience and nanotechnology because of their unique optical, electrical, mechanical, and thermal properties. With the distinguishing features of relatively low price and natural abundance, copper is an ideal candidate to substitute for noble metals in technical applications. However, the main hindrances to their practical application are the susceptibility of Cu nanowires to oxidation upon exposure to air or water and the difficulty in reducing Cu ions to metallic Cu. The synthesis of copper nanowires with high monodispersity, stability, and oxidation resistance has become a major research goal. Among the wide variety of methods available to generate copper nanowires, liquid-phase reduction has been widely adopted for the advantages of high yield, simple and straightforward operation, relatively low cost, and fewer constraints on reaction conditions, in addition to solving the above problems. This review begins with an introduction to the research background and significance of copper nanowires. First, we present a brief overview of the research advances, including the synthesis and growth mechanisms, of smooth or rough, single-crystal or twinned copper nanowires. Oxidation and surface modification for oxygen-resistance are then discussed, followed by a brief summary and outlook for research in the field.

Key words: Copper nanowire, Liquid-phase reduction method, Single-crystal, Twinned-crystal, Surface oxidation, Surface modification

MSC2000: 

  • O648