專利名稱：利用離子液體制造金屬納米線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造金屬納米線的方法，更具體地，涉及一種在使用金屬鹽作為前驅(qū)物的多元醇還原反應(yīng)中使用離子液體以均勻地制造出具有至少50的長(zhǎng)徑比的金屬納米線的方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，在例如平面顯示器、觸控式面板、太陽(yáng)能電池等等領(lǐng)域中的透明電極的需求正逐漸增加。目前用于此透明電極的主要材料包含金屬氧化物，例如真空沉積的氧化銦錫 (ITO)。然而，因?yàn)榇朔N金屬氧化物需要高溫的后處理工序以表現(xiàn)出高導(dǎo)電性，所以難以應(yīng)用在具有相當(dāng)?shù)偷哪蜔嵝缘乃苣z基板上。即使通過(guò)低溫沉積而在塑膠基板上形成金屬氧化膜，該金屬氧化膜在面對(duì)彎曲或其他物理形變時(shí)容易產(chǎn)生破裂的問(wèn)題仍會(huì)發(fā)生。再者，真空沉積需要高生產(chǎn)成本。因此，正對(duì)可用來(lái)替代上述材料的透明電極材料進(jìn)行徹底研究。因此，已有提出形成具有高導(dǎo)電性以及光學(xué)透明性的透明導(dǎo)電膜的方法，該方法通過(guò)制造例如銀的具有納米結(jié)構(gòu)形式的金屬，將該金屬納米結(jié)構(gòu)分散在溶液中，然后將得到的分散溶液施用在塑料膜上。為此，需要使用溶液而大規(guī)模簡(jiǎn)易制造金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，且應(yīng)以具有高長(zhǎng)徑比的線形式提供該金屬納米結(jié)構(gòu)，以形成有效導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。最近已有關(guān)于在聚乙烯吡咯烷酮存在的情況下使用多元醇(例如乙二醇)作為還原劑而由金屬鹽前驅(qū)物制造出金屬納米線的報(bào)導(dǎo)(Chem. Mater. 14,4736 4745)。此種技術(shù)是有利的，因?yàn)榻饘偌{米結(jié)構(gòu)相當(dāng)容易通過(guò)稱為「多元醇還原(polyol reduction)」的反應(yīng)而使用溶液加以制造。雖然由此制造的金屬納米結(jié)構(gòu)可具有納米線的外觀，但除了納米線的外觀以外，還具有納米顆粒的外觀，而此納米結(jié)構(gòu)的外觀難以根據(jù)反應(yīng)條件而被可重現(xiàn)地制造。因此，在制造金屬納米結(jié)構(gòu)時(shí)，需要均勻且可重現(xiàn)地制造出具有納米線形式的最終產(chǎn)物的方法的方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題因此，鑒于相關(guān)技術(shù)中存在的上述問(wèn)題而完成了本發(fā)明，而本發(fā)明的目的在于提供一種在多元醇還原反應(yīng)中使用金屬鹽作為前驅(qū)物而均勻且可重現(xiàn)地制造出具有至少50 的長(zhǎng)徑比的金屬納米線的方法。本發(fā)明的其他以及進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)下列說(shuō)明完
整呈現(xiàn)。技術(shù)方案本發(fā)明的一方面可提供一種在使用金屬鹽作為前驅(qū)物的多元醇還原反應(yīng)中使用離子液體制造金屬納米線的方法。在本發(fā)明中，將金屬鹽、還原溶劑以及離子液體混合并使其進(jìn)行反應(yīng)，從而使通過(guò)多元醇還原反應(yīng)而由金屬鹽產(chǎn)生的金屬元素與離子液體進(jìn)行相互作用，并因此被制造成納米線的形式。該金屬鹽是由金屬陽(yáng)離子和有機(jī)或無(wú)極陰離子所組成，其實(shí)例可包括AgN03、 Ag (CH3COO) 2、AgC104、Au (ClO4) 3、PdCl2以及PtCl2。該金屬鹽可通過(guò)還原反應(yīng)轉(zhuǎn)換成例如銀、 金、鈀或鉬的金屬元素。此還原溶劑為能夠溶解金屬鹽的極性溶劑，S卩，例如在其分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的二元醇(diol)、多元醇(polyol)或甘醇(glycol)的溶劑，其具體實(shí)例包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇(glycerin)以及甘油(glycerol)。用于多元醇還原反應(yīng)的溶劑可用以誘發(fā)金屬鹽的還原，因此產(chǎn)生金屬元素。該離子液體是具有咪唑鐺基團(tuán)的有機(jī)陽(yáng)離子以及有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子所構(gòu)成的一種化合物，且可包括下列化學(xué)式1所示的單分子離子液體或下列化學(xué)式2所示的聚合離子液體?；瘜W(xué)式權(quán)利要求
1.一種制造金屬納米線的方法，該方法包括下列步驟將金屬鹽、離子液體以及還原溶劑混合，并且使它們進(jìn)行反應(yīng)，從而使通過(guò)多元醇還原反應(yīng)而由所述金屬鹽所產(chǎn)生的金屬元素與所述離子液體進(jìn)行相互作用，由此制造成納米線的形式。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述離子液體是由具有咪唑鐺基團(tuán)的有機(jī)陽(yáng)離子以及有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子所構(gòu)成的化合物，且該離子液體選自由下列化學(xué)式1所示的單分子離子液體以及下列化學(xué)式2所示的聚合離子液體所組成的組中
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述單分子離子液體含有陽(yáng)離子和陰離子中的一種或兩種，所述陽(yáng)離子選自由1，3-二甲基咪唑鐺離子、1，3-二乙基咪唑鐺離子、1-乙基-3-甲基咪唑鐺離子、1-丁基-3-甲基咪唑鐺離子、1-己基-3-甲基咪唑鐺離子、1-辛基-3-甲基咪唑鐺離子、1-癸基-3-甲基咪唑鐺離子、1-十二烷基-3-甲基咪唑鐺離子以及1-十四烷基-3-甲基咪唑鐺離子所組成的組中；且所述陰離子選自由Br_、Cl_、Γ、BF4_、 PFp ClOp NO” AlClp A12C1” AsF6\ SbF6\ CH3C00\ CF3C00\ CH3SOp CF3SOp (CF3SO2) 2N\ (CF3SO2) 3C\ (CF3CF2SO2) 、C4F9SOp C3F7COCT 以及(CF3SO2) (CF3CO)所組成的組中。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述聚合離子液體含有陽(yáng)離子和陰離子中的一種或兩種，所述陽(yáng)離子選自由聚(1-乙烯基-3-烷基咪唑鐺離子)、聚(1-烯丙基-3-烷基咪唑鐺離子)以及聚(1-(甲基)丙烯酰氧基-3-烷基咪唑鐺離子)所組成的組中；且所述陰離子選自由 Br\ Cr、Γ、BF;、PF6\ ClOp NOf、AlClp Al2Clp AsFf、SbFf、CH3C00\ CF3C00\ CH3SOf、CF3SOf、(CF3SO2)2N^ (CF3SO2) 3C\ (CF3CF2SO2) 2N\ C4F9SOf、C3F7COCT 以及 (CF3SO2) (CF3CO) N_所組成的組中。
5.如權(quán)利要求1-4中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述金屬納米線具有至少50的長(zhǎng)徑比。
6.如權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述金屬鹽是由金屬陽(yáng)離子以及有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子所構(gòu)成，且所述金屬鹽選自由AgN03、Ag (CH3COO) 2、AgClO4, Au (ClO4) 3、 PdCl2以及PtCl2所組成的組中。
7.如權(quán)利要求1-6中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述還原溶劑為分子中具有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的二元醇、多元醇或甘醇，且該還原溶劑選自由乙二醇、1，2_丙二醇、1， 3-丙二醇、丙三醇以及甘油所組成的組中。
8.如權(quán)利要求1-7中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，進(jìn)一步含有分散劑，所述分散劑選自由 Triton X-100、Triton X-200、P123、F127、F68、L64、甲基-β -環(huán)煳精、甲基纖維素、 乙基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基銨溴化、十二烷基硫酸鈉、聚苯乙烯磺酸鹽、 聚(4-苯乙烯磺酸鈉)以及十二烷基苯磺酸鹽所組成的組中。
9.如權(quán)利要求1-8中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，分別使用相對(duì)于所述還原溶劑 0. 01-1Μ的所述金屬鹽以及0. 01-1Μ的所述離子液體，以進(jìn)行所述金屬鹽、所述離子液體以及所述還原溶劑的混合，其中當(dāng)所述離子液體為聚合離子液體時(shí)，使用基于重復(fù)單元為 0. 01-1Μ的所述聚合離子液體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造金屬納米線的方法，更具體地，涉及一種通過(guò)在使用金屬鹽作為前驅(qū)物的多元醇還原反應(yīng)中使用離子液體以均勻地制造出有至少50的長(zhǎng)徑比的金屬納米線的方法。
文檔編號(hào)B82B3/00GK102245499SQ200980145473
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者徐光錫, 金元中, 金太永, 金種銀 申請(qǐng)人:徐光錫