JP6587192B2 - 金属ナノワイヤーを精製するための方法 - Google Patents
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Description
(i)金属ナノワイヤーと、250nm以上の少なくとも二つの寸法を有する大きな粒子、および最も大きな寸法が厳密に200nm未満である小さな粒子との混合物を、25°Cにおいて10mPa・s以上の粘度を有する溶媒媒体S1中の分散物の形で用意すること;
(ii)前記小さな粒子を含有する上澄み相、及び金属ナノワイヤーおよび前記大きな粒子を含有する沈殿物の形成をもたらす条件の下で前記混合物を放置して沈降させること;
(iii)沈降(ii)の最後に得られた沈殿物を分離し、25°Cにおいて厳密に10mPa・s未満の粘度を有する溶媒媒体S2中にそれを分散させること;
(iv)前記大きな粒子の沈殿物をもたらす条件の下で、工程(iii)において形成された懸濁物を放置して沈降させること;および
(v)沈降(iv)の最後で得られた上澄み相中の分散の形でナノワイヤーを回収すること。
上記のように、本発明の方法の第1の工程は、25°Cにおいて10mPa・s以上の粘度を有する溶媒媒体中の金属ナノワイヤーと、該ナノワイヤーとは異なる付随する無機粒子との混合物を用意することからなる。
ラングレイ(Langley)らの文献〔1〕に記載されているように、一般的には当業者は、成核剤(一般的にはNaCl)及びポリビニルピロリドン(PVP)の存在下で、金属塩、例えば銀ナノワイヤーの合成のためには硝酸銀を、ポリオール、典型的にはエチレングリコールで還元することを利用している。銀ナノクリスタルの様々な表面の成長速度を制御できる妨害剤として、PVPは作用する。
金属ナノワイヤーは、一般に約数(a few)十ナノメートルの直径および数(several)マイクロメートルの長さを有する構造である。
上記のように、従来の合成の後、他の付随する無機粒子との混合物中で金属ナノワイヤーは得られる。
上記に特定されているように、本発明の方法の第2の工程(ii)において、工程(i)の混合物は放置されて沈降する。
本発明の方法の工程(iv)に従い、このように溶媒媒体S2中で工程(iii)において形成された懸濁物は、放置されて沈降する。
銀ナノワイヤーは、メリオウセ(Mayousse)らの文献〔2〕中に記載されている合成プロトコールに従って、硝酸銀(AgNO3)、ポリビニルピロリドン(PVP)、および塩化ナトリウム(NaCl)から、エチレングリコール中で合成される。
ナノワイヤーの合成後に冷却された反応混合物は、直径6.5cmの3つの晶析装置に分配される。液体は、2cmの量で存在する。混合物は2〜3日間放置されて、沈降する。
灰色の固体が、晶析装置の底を覆う。
沈降した固体は、メタノール(総容量200ml)により回収される。
〔1〕Langley et al., "Flexible transparent conductive materials based on silver nanowire networks: a review", Nanotechnology 24(2013) 452001(20pp);
〔2〕Mayousse et al., "Improvements in purification of silver nanowires by decantation and fabrication of flexible transparent electrodes. Application to capacitive touch sensors", Nanotechnology 24 (2013) 215501 (6pp).
Claims (11)
- 銀ナノワイヤーを、その合成のための反応混合物から単離するために有用な方法において、該反応混合物は該銀ナノワイヤーとは異なる付随する無機粒子をも含有し、
該方法は、少なくとも以下からなる工程:
(i)銀ナノワイヤーと、250nm以上の少なくとも二つの寸法を有する大きな粒子、および最も大きな寸法が厳密に200nm未満である小さな粒子との混合物を、25°Cにおいて10mPa・s以上の粘度を有する溶媒媒体S1中の分散物の形で用意すること;
(ii)前記小さな粒子を含有する上澄み相、及び該銀ナノワイヤーおよび前記大きな粒子を含有する沈殿物の形成をもたらす条件の下で前記混合物を放置して沈降させること;
(iii)沈降(ii)の最後に得られた沈殿物を分離し、25°Cにおいて厳密に10mPa・s未満の粘度を有する溶媒媒体S2中にそれを分散させること;
(iv)前記大きな粒子の沈殿物をもたらす条件の下で、工程(iii)において形成された懸濁物を放置して沈降させること;および
(v)沈降(iv)の最後で得られた上澄み相中の分散の形で該銀ナノワイヤーを回収すること
を含む、上記方法。 - 工程(i)の混合物が、0.1〜10g/lの濃度で銀を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記溶媒媒体(S1)が、25°Cにおいて10〜50mPa・sの粘度を有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記溶媒媒体S1が、2〜6の炭素原子を有するポリオールから選択される1つ以上の溶媒から形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(ii)の沈降が、6時間〜7日間の期間で実施される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記溶媒媒体S2が、25°Cにおいて5mPa・s以下の粘度を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記溶媒媒体S2が、1〜6の炭素原子を有するモノアルコールおよび水から選ばれる1つ以上の溶媒から形成される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記溶媒媒体S2が、メタノール、エタノール、およびプロパノールから選ばれる1つ以上の溶媒から形成される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(iii)において形成された懸濁物が、0.1〜10g/lの濃度で銀を有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(iv)における沈降が、1時間〜4日間の期間で実施される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 有機残渣を取り除く為に、工程(v)において回収された上澄み相を洗浄する1つ以上のその後の工程(vi)を有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
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