[发明专利]用于制造银纳米线的水热法

说明书

技术领域

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，所述银纳米线在用于各种应用中展示高纵横比。

背景技术

展示高导电性的高透明度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(ITO)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ITO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ITO薄膜高但制造成本低的优势。

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。

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℃或低于150℃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5μm或大于5μm的金属纳米线。

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100μm；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％。

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。

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

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)，其中提供的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)可分成第一部分的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和第二部分的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)；提供铜(II)离子来源；提供卤离子来源；提供银离子来源，其中提供的银离子来源可分成第一部分的银离子来源和第二部分的银离子来源；将水、还原糖、铜(II)离子来源以及卤离子来源添加到容器中以形成组合；将组合加热到110到160℃；混合第一部分的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与第一部分的银离子来源以形成混合的聚乙烯吡咯烷酮/银离子来源；将混合的聚乙烯吡咯烷酮/银离子来源添加到容器中的组合中以形成产生混合物；接着，在延迟时段之后，将第二部分的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和第二部分的银离子来源添加到容器中以形成生长混合物；维持生长混合物于110到160℃2到30小时的固持时段以提供产物混合物；和自产物混合物回收复数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％。