制造银纳米线的方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及制造银纳米线的领域。确切地说，本发明涉及一种制造银纳米 线的方法，所述银纳米线具有用于各种应用中的高纵横比。
【背景技术】
[0002] 展现高电导率以及高透明度的膜在用作大范围的电子应用，包括例如触摸屏显示 器和光电池中的电极或涂层中很有价值。这些应用的当前技术包括使用通过物理气相沉积 方法沉积的含锡掺杂氧化铟（ΙΤ0)的膜。物理气相沉积方法的高资金成本致使得需要寻找 替代的透明导电材料和涂布途径。使用呈渗滤网络状分散的银纳米线作为含ΙΤ0膜的有前 景的替代方案出现。使用银纳米线可以提供可使用辊对辊技术加工的优势。因此，银纳米 线提供制造成本低且透明度和导电性可能比常规含ΙΤ0膜高的优势。
[0003] 已公开"多元醇方法"用于制造银纳米结构。多元醇方法在银纳米线制造中使用 乙二醇（或替代二醇）作为溶剂和还原剂两者。然而，使用二醇具有若干固有缺点。确切 地说，使用二醇作为还原剂和溶剂两者致使对反应的控制降低，因为主要还原剂物质（乙 醇醛）就地产生并且其存在和浓度视暴露于氧气的程度而定。此外，使用二醇使得可在用 以产生银纳米线的反应器的顶部空间中形成可燃二醇/空气混合物。最终，使用大量二醇 产生处置问题，增加此类操作商业化的成本。
[0004] 宫城岛（Miyagishima)等人已在美国专利申请公开案第20100078197号中公开制 造银纳米线的多元醇方法的一种替代方法。宫城岛等人公开一种制造金属纳米线的方法， 其包含：向含有至少一种卤化物和还原剂的水溶剂中添加金属络合物溶液，并且在150°C 或低于150°C下加热所得混合物，其中金属纳米线包含量为以相对于总金属粒子的金属量 计50质量％或大于50质量％的直径为50nm或小于50nm并且主轴长度为5 μ m或大于5 μ m 的金属纳米线。
[0005] 伦恩（Lunn)等人已在美国专利申请公开案第20130283974号中公开制造银纳米 线的多元醇方法的另一替代方法。伦恩等人公开一种制造高纵横比银纳米线的方法，其中 回收的银纳米线展示25到80nm的平均直径和10到100 μm的平均长度；且其中在方法期 间的所有时间，总二醇浓度< 〇. 001重量％。
[0006] 尽管如此，仍需要替代银纳米线制造方法。确切地说，需要在不使用二醇的情况下 制造银纳米线的方法，其中生产的银纳米线具有高纵横比（优选地> 500)并且其中具有 < 3的纵横比的不合需要的银纳米粒子的生产经最小化。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种制造高纵横比银纳米线的方法，其包含：提供容器；提供水；提供 还原糖；提供聚乙烯吡咯烷酮（PVP);提供铜（II)离子源；提供卤离子源；提供银离子源； 提供pH调节剂；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜（II)离子源、卤离子源和pH调节 剂添加到容器中以形成组合，其中组合具有2. 0到4. 0的pH ;加热所述组合到110到160°C; 随后添加银离子源到容器中以形成生长混合物；随后持续2到30小时的保持时段将生长混 合物维持于110到160°C以得到产物混合物；和从产物混合物回收多个高纵横比银纳米线； 且其中在方法期间的所有时间，容器中的总二醇浓度< 〇. 001重量％。
[0008] 本发明提供一种制造尚纵横比银纳米线的方法，其包含：提供容器；提供水；提供 还原糖；提供聚乙烯吡咯烷酮（PVP);提供铜（II)离子源；提供卤离子源；提供银离子源； 提供pH调节剂；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜（II)离子源、卤离子源和pH调节 剂添加到容器中以形成组合，其中组合具有2. 0到4. 0的pH ;加热所述组合到110到160°C; 随后添加银离子源到容器中以形成生长混合物；持续2到30小时的保持时段将生长混合物 维持于110到160°C以得到产物混合物；和从产物混合物回收多个高纵横比银纳米线；其中 在方法期间的所有时间，容器中的总二醇浓度< 0. 001重量％;且其中回收的所述多个高纵 横比银纳米线具有25到80nm的平均直径和10到100 μm的平均长度。
[0009] 本发明提供一种制造高纵横比银纳米线的方法，其包含：提供容器；提供水；提供 还原糖；提供聚乙烯吡咯烷酮（PVP);提供铜（II)离子源；提供卤离子源；提供银离子源； 提供pH调节剂；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜（II)离子源、卤离子源和pH调节 剂添加到容器中以形成组合，其中组合具有2. 0到4. 0的pH ;将银离子源分成第一部分和 第二部分；加热所述组合到140到160°C ;随后添加第一部分到容器中以形成创造混合物； 随后在延迟时段期间将创造混合物冷却到110到135°C ;在延迟时段之后，添加第二部分到 容器中以形成生长混合物；持续2到30小时的保持时段将生长混合物维持于110到160°C 以得到产物混合物；和从产物混合物回收多个高纵横比银纳米线；且其中在方法期间的所 有时间，容器中的总二醇浓度< 0. 001重量％。
[0010] 本发明提供一种制造高纵横比银纳米线的方法，其包含：提供容器；提供水；提供 还原糖；提供聚乙烯吡咯烷酮（PVP);提供铜（II)离子源；提供卤离子源；提供银离子源； 提供pH调节剂；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜（II)离子源、卤离子源和pH调节 剂添加到容器中以形成组合，其中组合具有2. 0到4. 0的pH ;将银离子源分成第一部分和 第二部分；加热所述组合到140到160°C，随后添加第一部分到容器中以形成创造混合物； 随后在延迟时段期间将创造混合物冷却到110到135°C ;在延迟时段之后，添加第二部分到 容器中以形成生长混合物；持续2到30小时的保持时段将生长混合物维持于110到135°C; 和从产物混合物回收多个高纵横比银纳米线；其中在方法期间的所有时间，容器中的总二 醇浓度< 0.001重量％。
[0011] 本发明提供一种制造高纵横比银纳米线的方法，其包含：提供容器；提供水；提供 还原糖，其中提供的还原糖为葡萄糖；提供聚乙烯吡咯烷酮（PVP)，其中提供的聚乙烯吡咯 烷酮（PVP)具有40, 000到60, 000道尔顿的重量平均分子量Mw;提供铜（II)离子源，其中 提供的铜（II)离子源为氯化铜（II);提供卤离子源，其中提供的卤离子源为氯化钠；提供 银离子源，其中提供的银离子源为硝酸银；提供pH调节剂；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、铜（II)离子源、卤离子源和pH调节剂添加到容器中以形成组合，其中组合具有2.0 到4. 0的pH ;将银离子源分成第一部分和第二部分；加热所述组合到140到160°C，随后 添加第一部分到容器中以形成创造混合物；随后在延迟时段期间冷却创造混合物到110到 135°C ;在延迟时段之后，添加第二部分到容器中以形成生长混合物；持续2到30小时的保 持时段将生长混合物维持于110到135°C;和从产物混合物回收多个高纵横比银纳米线；其 中在方法期间的所有时间，容器中的总二醇浓度< 0. 001重量％。
[0012] 本发明提供一种制造高纵横比银纳米线的方法，其包含：提供容器；提供水；提供 还原糖，其中提供的还原糖为D-葡萄糖；提供聚乙烯吡咯烷酮（PVP)，其中提供的聚乙烯吡 咯烷酮（PVP)具有40, 000到60, 000道尔顿的重量平均分子量Mw;提供铜（II)离子源，其 中提供的铜（II)离子源为氯化铜（II);提供卤离子源，其中提供的卤离子源为氯化钠；提 供银离子源，其中提供的银离子源为硝酸银；提供pH调节剂；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷 酮（PVP)、铜（II)离子源、卤离子源和pH调节剂添加到容器中以形成组合，其中组合具有 2. 0到4. 0的pH ;将银离子源分成第一部分和第二部分，其中第一部分为提供的银离子源的 10到30重量％ ;加热所述组合到145到155°C，随后添加第一部分到容器中以形成创造混 合物；随后在5到15分钟的延迟时段期间冷却创造混合物到125到135°C ;在延迟时段之 后，添加第二部分到容器中以形成生长混合物；持续16到20小时的保持时段将生长混合物 维持于125到135°C;和从产物混合物回收多个高纵横