低氧气银纳米线制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及制造银纳米线的领域。具体来说，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] 展示高导电性以及高透明度的薄膜用作包括例如触摸屏显示器和光伏电池的各 种电子应用中的电极或涂层很有价值。这些应用的当前技术包括使用经由物理气相沉积法 沉积的含有锡掺杂氧化铟（ΙΤ0)的薄膜。物理气相沉积方法的高资金成本致使需要寻找替 代的透明导电材料和涂布途径。使用如渗滤网络般分散的银纳米线作为含ΙΤ0薄膜的有前 景的替代方案出现。使用银纳米线可提供可使用辊对辊技术处理的优势。因此，银纳米线 提供透明度和导电性可能比常规含ΙΤ0薄膜高但制造成本低的优势。
[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（或替代乙二醇）作为溶剂与还原剂。然而，使用乙二醇又具有若干固有缺点。具 体来说，使用乙二醇作为还原剂与溶剂致使对反应的控制降低，这是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对于氧气的暴露程度而定。此外，使用乙二醇会使 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乙二醇/空气混合物。最终，使 用大体积乙二醇会造成处置问题，逐渐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。宫城岛等人揭示一种制造金属纳米线的方法， 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中，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。伦恩等人揭示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平均直径为25到80nm并且平均长度为10到100 μ m ;并且其中在所 述方法期间在任何时候总乙二醇浓度都< 0. 001重量％。
[0006] 尽管制造希望为高纵横比银纳米线，但伦恩等人所述的制造方法又使得形成具有 可导致由其产生的薄膜的电特性不均匀的宽直径分布的银纳米线群。
[0007] 因此，仍需要替代银纳米线制造方法。具体来说，对于不涉及使用乙二醇的制造银 纳米线的方法，其中所产生的银纳米线展示高纵横比（优选地为> 500)以及窄银纳米线直 径分布。
【发明内容】
[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)离子来源；提供卤离子来源；提供银离 子来源；喷洒具有惰性气体的银离子来源以自银离子来源提取夹带的氧气并且在与银离子 来源接触的银离子气相空间中提供低氧气浓度；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜 (II)离子来源以及卤离子来源添加到容器中以形成组合；吹扫容器中与组合接触的容器 气相空间以在容器气相空间中提供降低的氧气浓度；接着将组合加热到110到160°c;接着 将银离子来源添加到容器中以形成生长混合物，同时维持容器气相空间中的降低的氧气浓 度和银离子气相空间中的低氧气浓度；维持生长混合物于100到150°C和容器气相空间中 的降低的氧气浓度2到30小时的保持时段以提供产物混合物；和自产物混合物回收多个高 纵横比银纳米线；其中容器中的总乙二醇浓度为< 0. 001重量％。
[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)离子来源；提供卤离子来源；提供银离 子来源；喷洒具有惰性气体的银离子来源以自银离子来源提取夹带的氧气并且在与银离子 来源接触的银离子气相空间中提供低氧气浓度；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜 (II)离子来源以及卤离子来源添加到容器中以形成组合；吹扫容器中与组合接触的容器 气相空间以在容器气相空间中提供降低的氧气浓度；接着将组合加热到140到155°C;将银 离子来源分成第一部分和第二部分，同时维持银离子气相空间中的低氧气浓度；接着将第 一部分添加到容器中以形成产生混合物，同时维持容器气相空间中的降低的氧气浓度和银 离子气相空间中的低氧气浓度；接着在延迟时段期间使产生混合物冷却到100到150°C;接 着，在延迟时段之后，将第二部分添加到容器中以形成生长混合物，同时维持容器气相空间 中的降低的氧气浓度和银离子气相空间中的低氧气浓度；维持生长混合物于100到150°C 和容器气相空间中的降低的氧气浓度2到30小时的保持时段以提供产物混合物；和自产物 混合物回收多个高纵横比银纳米线；其中容器中的总乙二醇浓度为< 〇. 001重量％ ;并且 其中容器气相空间中的降低的氧气浓度为< 2, OOOppm。
[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，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)的重量平均分子量心为40, 000到60, 000道尔顿；提供铜（II)离子来源，其 中提供的铜（II)离子来源为氯化铜（II);提供卤离子来源，其中提供的卤离子来源为氯化 钠；提供银离子来源，其中提供的银离子来源为硝酸银；喷洒具有惰性气体的银离子来源 以自银离子来源提取夹带的氧气并且在与银离子来源接触的银离子气相空间中提供低氧 气浓度；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜（II)离子来源以及卤离子来源添加到容 器中以形成组合；吹扫容器中与组合接触的容器气相空间以在容器气相空间中提供降低的 氧气浓度；接着将组合加热到140到155°C ;将银离子来源分成第一部分和第二部分，同时 维持银离子气相空间中的低氧气浓度；接着将第一部分添加到容器中以形成产生混合物， 同时维持容器气相空间中的降低的氧气浓度和银离子气相空间中的低氧气浓度；接着在延 迟时段期间使产生混合物冷却到110到140°C ;接着，在延迟时段之后，将第二部分添加到 容器中以形成生长混合物，同时维持容器气相空间中的降低的氧气浓度和银离子气相空间 中的低氧气浓度；维持生长混合物于110到140°C和容器气相空间中的降低的氧气浓度2 到30小时的保持时段以提供产物混合物；和自产物混合物回收多个高纵横比银纳米线；其 中容器中的总乙二醇浓度为< 〇. 001重量％ ;并且其中容器气相空间中的降低的氧气浓度 为< 2, OOOppm。
[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)的重量平均分子量心为40, 000到60, 000道尔顿；提供铜（II)离子来源，其 中提供的铜（II)离子来源为氯化铜（II);提供卤离子来源，其中提供的卤离子来源为氯化 钠；提供银离子来源，其中提供的银离子来源为硝酸银；喷洒具有惰性气体的银离子来源 以自银离子来源提取夹带的氧气并且在与银离子来源接触的银离子气相空间中提供低氧 气浓度；将水、还原糖、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、铜（II)离子来源以及卤离子来源添加到容 器中以形成组合；吹扫容器中与组合接触的容器气相空间以在容器气相空间中提供降低的 氧气浓度；接着将组合加热到145到155°C ;将银离子来源分成第一部分和第二部分，同时 维持银离子气相空间中的低氧气浓度；接着将第一部分添加到容器中以形成产生混合物， 同时维持容器气相空间中的降低的氧气浓度和银离子气相空间中的低氧气浓度；接着在延 迟时段期间使产生混合物冷却到125到135°C，其中延迟时段为5到15分钟；接着，在延 迟时段之后，将第二部分添加到容器中以形成生长混合物，同时维持容器气相空间中的降 低的氧气浓度和银离子气相空间中的低氧气浓度；维持生长混合物于125到135°C和容器 气相空间中的降低的氧气浓度16到20小时的保持时段以提供产物混合物；和自产物混合 物回收多个高纵横比银纳米线；其中容器中的总乙二醇浓度为< 0. 001重量％ ;并且其中 容器气相空间中的降低的氧气浓度为< 400ppm ;其中银离子气相空间中的低氧气浓度为 彡1，OOOppm ;并且其中回收的