[发明专利]一种银纳米线及其制备方法

说明书

本发明提供了一种银纳米线及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：(1)将多元醇的水溶液、金属卤素盐溶液混合得到反应液，然后在氮气气氛下静置；(2)在保温、搅拌条件下，向反应液中滴加第一银盐溶液，得到反应溶液；(3)向反应溶液中同时滴加第二银盐溶液和表面活性剂溶液；(4)滴加完成之后，继续保温、搅拌，得到银纳米线。本发明还涉及一种银纳米线，其是由上述的制备方法制备的。本发明所提供的方法能够将银纳米线的短轴径控制在33nm至59nm的范围内并通过控制水的添加量在33nm至59nm的范围内对银纳米线的平均短轴径进行调整，从而制备得到能够适合透明导电膜等的具体需求的短轴径尺寸的银纳米线。

技术领域

本发明涉及一种银纳米线及其制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

在导电材料领域中，目前正在谋求新的透明导电膜用替代材料。透明导电膜是指用于液晶显示器、有机EL、触摸面板等显示装置及集成型太阳能电池等的电极用的导电材料。目前广泛采用的是ITO(铟锡氧化物)，但由于存在铟金属的储量较少、长波长区域的透射率较低引起的色调、低电阻化需要高温热处理、耐弯曲性较低等问题，因此期待开发替代材料。作为可期待作为替代材料的材料，已知的可以期待的替代材料包括金属纳米线、特别是使用银纳米线的导电性部件(US2007/0074316)在透明性、低电阻、耐弯曲性方面优异，因此人们对于能够作为ITO替代材料的银纳米线的期待很高。

现有的银纳米线的制造方法(JP2009299162A)一般为多元醇法。多元醇法是指使用保护剂覆盖银的(100)面，仅使(111)面特异性地生长(各向异性生长)的方法(Y.Xia etal.,Nano Letters 3(2003)955-960)。在多元醇法中，通过在含有硝酸银之类的银盐和保护剂的二醇系溶剂中进行加热、还原来合成银纳米线。在将银纳米线用作透明导电膜的导电体的情况下，要求透明导电膜兼具较高的导电性和良好的光学特性(高透射率、低雾度)。为了实现良好的光学特性，银纳米线的粗细(短轴径)通常应为细长的形状。作为关于短轴径较细的银纳米线的制造方法的研究，例如报告了同时滴加银离子和保护剂以控制还原速度的方法(Y.Xia et al.,Adv.Mater.14(2002)833-837)、添加氯离子而使氯化银的微小结晶在体系中生成的方法(M.Tsuji et al.,Colloids Surf.A Physicochem.Eng.Asp 338(2009)33–39)。但是，另一方面，在银纳米线的短轴径极小的情况下，表面电阻增大，作为导电性膜的功能受损。因此，能够选择性地合成适于相应用途的短轴径的银纳米线的技术很重要。

银纳米线的短轴径越大则表面的电子散射的效果相对地越少，因此体积电阻率越低，基于导电性的观点是有利的。另一方面，短轴径越大会越强地产生光散射，这对于透明性是不利的。当在触摸面板等需要图案化电极的装置中采用使用银纳米线的透明电极时，由于银纳米线的光散射会导致导电层的雾度增高，其结果是，图案的目视确认性变高，使得“能看到图案”都成为问题。

因此，能够均匀地调整银纳米线的短轴径的技术是重要的。为了使银纳米线的直径均匀化，使用种粒子是有效的(M.Tsuji et al.,Colloids Surf.APhysicochem.Eng.Asp338(2009)33–39)。为了改善导电膜的雾度，人们强烈希望开发出单分散且高收率地制造细的金属纳米线的技术。

为了解决该问题，在现有技术中，通常是通过添加添加剂来采取对策。例如，在Cambrios先进材料公司报告了通过加入烷基氯化铵(US2015/0290715)，通过在DOWA电子中加入硝酸铝(JP2015174922A)，能够选择性地合成具有面向透明导电膜薄膜用途的短轴径的银纳米线，但并未明确它们是在怎样的机制下获得了改善，而且还因为在这些条件下均需要添加共添加剂，而导致环境负荷较大这一问题。

由于以上的原因，如何开发一种能够以更简便的方法控制银纳米线短轴径、并且能够以较少种类的试剂实现的银纳米线制备方法是本领域亟待解决的问题。

发明内容