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中使用離子液體以均勻地制造出具有至少50的長徑比的金屬納米線的方法。
背景技術(shù)：
近來，在例如平面顯示器、觸控式面板、太陽能電池等等領(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，因為此種金屬氧化物需要高溫的后處理工序以表現(xiàn)出高導電性，所以難以應用在具有相當?shù)偷哪蜔嵝缘乃苣z基板上。即使通過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彎曲或其他物理形變時容易產(chǎn)生破裂的問題仍會發(fā)生。再者，真空沉積需要高生產(chǎn)成本。因此，正對可用來替代上述材料的透明電極材料進行徹底研究。因此，已有提出形成具有高導電性以及光學透明性的透明導電膜的方法，該方法通過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)模簡易制造金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，且應以具有高長徑比的線形式提供該金屬納米結(jié)構(gòu)，以形成有效導電網(wǎng)絡。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導(Chem. Mater. 14,4736 4745)。此種技術(shù)是有利的，因為金屬納米結(jié)構(gòu)相當容易通過稱為「多元醇還原(polyol reduction)」的反應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，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)問題因此，鑒于相關(guān)技術(shù)中存在的上述問題而完成了本發(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 的長徑比的金屬納米線的方法。本發(fā)明的其他以及進一步的特征和優(yōu)點可通過下列說明完
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行反應，從而使通過多元醇還原反應而由金屬鹽產(chǎn)生的金屬元素與離子液體進行相互作用，并因此被制造成納米線的形式。該金屬鹽是由金屬陽離子和有機或無極陰離子所組成，其實例可包括AgN03、 Ag (CH3COO) 2、AgC104、Au (ClO4) 3、PdCl2以及PtCl2。該金屬鹽可通過還原反應轉(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或兩個以上羥基的二元醇(diol)、多元醇(polyol)或甘醇(glycol)的溶劑，其具體實例包括乙二醇、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的有機陽離子以及有機或無機陰離子所構(gòu)成的一種化合物，且可包括下列化學式1所示的單分子離子液體或下列化學式2所示的聚合離子液體?；瘜W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，并且使它們進行反應，從而使通過多元醇還原反應而由所述金屬鹽所產(chǎn)生的金屬元素與所述離子液體進行相互作用，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的有機陽離子以及有機或無機陰離子所構(gòu)成的化合物，且該離子液體選自由下列化學式1所示的單分子離子液體以及下列化學式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離子和陰離子中的一種或兩種，所述陽離子選自由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離子和陰離子中的一種或兩種，所述陽離子選自由聚(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中的任意一項所述的方法，其中，所述金屬納米線具有至少50的長徑比。
6.如權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的方法，其中，所述金屬鹽是由金屬陽離子以及有機或無機陰離子所構(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中的任意一項所述的方法，其中，所述還原溶劑為分子中具有兩個或兩個以上羥基的二元醇、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中的任意一項所述的方法，其中，進一步含有分散劑，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中的任意一項所述的方法，其中，分別使用相對于所述還原溶劑 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，其中當所述離子液體為聚合離子液體時，使用基于重復單元為 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，涉及一種通過在使用金屬鹽作為前驅(qū)物的多元醇還原反應中使用離子液體以均勻地制造出有至少50的長徑比的金屬納米線的方法。
文檔編號B82B3/00GK102245499SQ200980145473
公開日2011年11月16日 申請日期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 申請人:徐光錫