[发明专利]纳米线环制备方法、组合物和物品

说明书

发明背景

银纳米线(10-200纵横比)的通用制备是已知的。参见例如Angew.Chem.Int.Ed.2009，48，60，Y.Xia，Y.Xiong，B.Lim，S.E.Skrabalak，其以引用的方式整体并入本文中。所述制备典型地使用Fe²⁺或者Cu²⁺离子来“催化”线形成而非其它形态。

用于催化线形成的金属离子一般主要报导为以金属卤化物盐形式，通常以金属氯化物(例如FeCl₂或者CuCl₂)形式提供。参见例如J.Jiu，K.Murai，D.Kim，K.Kim，K.Suganuma，Mat.Chem.&Phys.，2009，114，333，其提到NaCl、CoCl₂、CuCl₂、NiCl₂和ZnCl₂；日本专利申请公布JP2009155674，其描述了SnCl₄；S.Nandikonda，“Microwave Assisted Synthesis of Silver Nanorods，”M.S.Thesis，Auburn University，2010年8月9日，其提到NaCl、KCl、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂、CuCl₂和FeCl₃；S.Nandikonda和E.W.Davis，“Effects of Salt Selection on the Rapid Synthesis of Silver Nanowires，”摘要INOR-299，第240届美国化学协会(ACS)国家会议，Boston，MA，2010年8月22-27日，其公开了NaCl、KCl、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂、CuCl₂、FeCl₃、Na₂S和NaI；中国专利申请公布CN101934377，其公开了Mn²⁺；Y.C.Lu，K.S.Chou，Nanotech.，2010，21，215707，其公开了Pd²⁺；和中国专利申请公布CN102029400，其公开了NaCl、MnCl₂和Na₂S。

银纳米线环在NaBr存在下的制备已公开于L.Zhou，X-F Fu，L.Yu，X.Zhang，X.F.Yu，和Z-H Hau，App.Phys.Lett.，2009，94，153102和H-M Gong，L.Zhou，X-R Su，S.Xiao，S-D Liu和Q-Q Wang，Adv.Funct.Mater.，2009，19，298-303中。

发明概要

至少第一实施方案提供方法，其包括提供不包含聚乙烯吡咯烷酮的第一组合物，所述第一组合物包含至少一个溴离子；将至少一个第一可还原金属离子和至少一种第一保护剂引入所述第一组合物中；以及使所述至少一个第一可还原金属离子还原为至少一个第一金属纳米线环。

在一些实施方案中，所述还原是在至少一个第二金属离子存在下进行，所述至少一个第二金属离子包含至少一种来自IUPAC第14族的元素。所述第二金属离子可例如包含至少一个呈其+2氧化态的离子。Sn²⁺是示范性第二金属离子。

在一些情况下，第一组合物不包含任何保护剂。

在一些实施方案中，至少一种第一保护剂包含聚乙烯吡咯烷酮，或者其基本上由聚乙烯吡咯烷酮组成。

在所述方法中，至少一个第一可还原金属离子可例如包含至少一个IUPAC第11族元素离子、至少一个硬币金属离子或者至少一个银离子。

其它实施方案提供根据所述方法所产生的至少一个第一金属纳米线环。在一些情况下，所述至少一个第一金属纳米线环包含至少一个银纳米线环。

至少第二实施方案提供方法，其包括提供能够形成至少一个溴离子的至少一种化合物，所述化合物包含至少一个第一原子、键结于所述至少一个第一原子的至少一个溴原子和键结于所述至少一个第一原子的至少一个碳原子；和在所述至少一种化合物或者所述至少一个溴离子中的至少一个存在下使至少一个可还原金属离子还原为至少一个金属纳米线环，其中所述至少一个第一原子和所述至少一个溴原子的电负性差的绝对值大于约0.4鲍林单位(Pauling unit)并且小于约2.0鲍林单位。