专利名称：利用离子液体制造金属纳米线的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造金属纳米线的方法，更具体地，涉及一种在使用金属盐作为前驱物的多元醇还原反应中使用离子液体以均勻地制造出具有至少50的长径比的金属纳米线的方法。
背景技术：
近来，在例如平面显示器、触控式面板、太阳能电池等等领域中的透明电极的需求正逐渐增加。目前用于此透明电极的主要材料包含金属氧化物，例如真空沉积的氧化铟锡 (ITO)。然而，因为此种金属氧化物需要高温的后处理工序以表现出高导电性，所以难以应用在具有相当低的耐热性的塑胶基板上。即使通过低温沉积而在塑胶基板上形成金属氧化膜，该金属氧化膜在面对弯曲或其他物理形变时容易产生破裂的问题仍会发生。再者，真空沉积需要高生产成本。因此，正对可用来替代上述材料的透明电极材料进行彻底研究。因此，已有提出形成具有高导电性以及光学透明性的透明导电膜的方法，该方法通过制造例如银的具有纳米结构形式的金属，将该金属纳米结构分散在溶液中，然后将得到的分散溶液施用在塑料膜上。为此，需要使用溶液而大规模简易制造金属纳米结构的方法，且应以具有高长径比的线形式提供该金属纳米结构，以形成有效导电网络。最近已有关于在聚乙烯吡咯烷酮存在的情况下使用多元醇(例如乙二醇)作为还原剂而由金属盐前驱物制造出金属纳米线的报导(Chem. Mater. 14,4736 4745)。此种技术是有利的，因为金属纳米结构相当容易通过称为「多元醇还原(polyol reduction)」的反应而使用溶液加以制造。虽然由此制造的金属纳米结构可具有纳米线的外观，但除了纳米线的外观以外，还具有纳米颗粒的外观，而此纳米结构的外观难以根据反应条件而被可重现地制造。因此，在制造金属纳米结构时，需要均勻且可重现地制造出具有纳米线形式的最终产物的方法的方法。
发明内容
技术问题因此，鉴于相关技术中存在的上述问题而完成了本发明，而本发明的目的在于提供一种在多元醇还原反应中使用金属盐作为前驱物而均勻且可重现地制造出具有至少50 的长径比的金属纳米线的方法。本发明的其他以及进一步的特征和优点可通过下列说明完
整呈现。技术方案本发明的一方面可提供一种在使用金属盐作为前驱物的多元醇还原反应中使用离子液体制造金属纳米线的方法。在本发明中，将金属盐、还原溶剂以及离子液体混合并使其进行反应，从而使通过多元醇还原反应而由金属盐产生的金属元素与离子液体进行相互作用，并因此被制造成纳米线的形式。该金属盐是由金属阳离子和有机或无极阴离子所组成，其实例可包括AgN03、 Ag (CH3COO) 2、AgC104、Au (ClO4) 3、PdCl2以及PtCl2。该金属盐可通过还原反应转换成例如银、 金、钯或钼的金属元素。此还原溶剂为能够溶解金属盐的极性溶剂，S卩，例如在其分子中含有两个或两个以上羟基的二元醇(diol)、多元醇(polyol)或甘醇(glycol)的溶剂，其具体实例包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇(glycerin)以及甘油(glycerol)。用于多元醇还原反应的溶剂可用以诱发金属盐的还原，因此产生金属元素。该离子液体是具有咪唑鐺基团的有机阳离子以及有机或无机阴离子所构成的一种化合物，且可包括下列化学式1所示的单分子离子液体或下列化学式2所示的聚合离子液体。化学式权利要求
1.一种制造金属纳米线的方法，该方法包括下列步骤将金属盐、离子液体以及还原溶剂混合，并且使它们进行反应，从而使通过多元醇还原反应而由所述金属盐所产生的金属元素与所述离子液体进行相互作用，由此制造成纳米线的形式。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述离子液体是由具有咪唑鐺基团的有机阳离子以及有机或无机阴离子所构成的化合物，且该离子液体选自由下列化学式1所示的单分子离子液体以及下列化学式2所示的聚合离子液体所组成的组中
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述单分子离子液体含有阳离子和阴离子中的一种或两种，所述阳离子选自由1，3-二甲基咪唑鐺离子、1，3-二乙基咪唑鐺离子、1-乙基-3-甲基咪唑鐺离子、1-丁基-3-甲基咪唑鐺离子、1-己基-3-甲基咪唑鐺离子、1-辛基-3-甲基咪唑鐺离子、1-癸基-3-甲基咪唑鐺离子、1-十二烷基-3-甲基咪唑鐺离子以及1-十四烷基-3-甲基咪唑鐺离子所组成的组中；且所述阴离子选自由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)所组成的组中。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中，所述聚合离子液体含有阳离子和阴离子中的一种或两种，所述阳离子选自由聚(1-乙烯基-3-烷基咪唑鐺离子)、聚(1-烯丙基-3-烷基咪唑鐺离子)以及聚(1-(甲基)丙烯酰氧基-3-烷基咪唑鐺离子)所组成的组中；且所述阴离子选自由 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_所组成的组中。
5.如权利要求1-4中的任意一项所述的方法，其中，所述金属纳米线具有至少50的长径比。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的方法，其中，所述金属盐是由金属阳离子以及有机或无机阴离子所构成，且所述金属盐选自由AgN03、Ag (CH3COO) 2、AgClO4, Au (ClO4) 3、 PdCl2以及PtCl2所组成的组中。
7.如权利要求1-6中的任意一项所述的方法，其中，所述还原溶剂为分子中具有两个或两个以上羟基的二元醇、多元醇或甘醇，且该还原溶剂选自由乙二醇、1，2_丙二醇、1， 3-丙二醇、丙三醇以及甘油所组成的组中。
8.如权利要求1-7中的任意一项所述的方法，其中，进一步含有分散剂，所述分散剂选自由 Triton X-100、Triton X-200、P123、F127、F68、L64、甲基-β -环煳精、甲基纤维素、 乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基铵溴化、十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯磺酸盐、 聚(4-苯乙烯磺酸钠)以及十二烷基苯磺酸盐所组成的组中。
9.如权利要求1-8中的任意一项所述的方法，其中，分别使用相对于所述还原溶剂 0. 01-1Μ的所述金属盐以及0. 01-1Μ的所述离子液体，以进行所述金属盐、所述离子液体以及所述还原溶剂的混合，其中当所述离子液体为聚合离子液体时，使用基于重复单元为 0. 01-1Μ的所述聚合离子液体。
全文摘要
本发明涉及一种制造金属纳米线的方法，更具体地，涉及一种通过在使用金属盐作为前驱物的多元醇还原反应中使用离子液体以均匀地制造出有至少50的长径比的金属纳米线的方法。
文档编号B82B3/00GK102245499SQ200980145473
公开日2011年11月16日 申请日期2009年11月17日 优先权日2008年11月18日
发明者徐光锡, 金元中, 金太永, 金种银 申请人:徐光锡