[发明专利]使用化学还原方法制造具有核壳结构的银涂覆的铜纳米线的方法

说明书

本发明涉及使用化学还原的具有核壳结构的银涂覆的铜纳米线及其制备方法。更特别地，本发明涉及一种制备银涂覆的铜纳米线的方法以及通过该方法生产的具有核壳结构的银涂覆的铜纳米线，该方法包括化学生产铜纳米线，并且使用银氨络合物溶液和还原剂使铜表面被银涂覆，从而通过化学还原防止该铜纳米线的氧化。此外，由于可以通过将溶液再利用来生产铜纳米线，所以可以降低生产成本。根据本发明的制备具有核壳结构的银涂覆的铜纳米线的方法即使在空气中或在高温下也能够通过防止氧化来避免导电性的劣化，因此对于要求高导电性的电磁屏蔽糊剂或高导电性糊剂的生产是有用的。

技术领域

本发明涉及使用化学还原制备具有核壳结构的银涂覆的铜纳米线的方法，并且更具体地涉及制备银涂覆的铜纳米线的方法，该方法包括化学生产铜纳米线，并且使用银氨络合物溶液和还原剂使铜表面被银涂覆，从而通过化学还原防止该铜纳米线的氧化。

背景技术

纳米线是具有几纳米的直径和几百纳米至几百微米的长度的纳米材料，由于容易人工操作，这种材料作为用于生产下一代纳米设备的核心材料而吸引了许多关注。最近，金属纳米线如铜、银和镍纳米线由于如导电性和透明度的特性而被有用地用作替换铟锡氧化物(ITO)、导电聚合物、碳纳米管、石墨等的替代物。

其中，铜纳米线由于如高导电性、柔性、透明度和廉价的优点而作为已主要用于显示器的铟锡氧化物(ITO)的替代品出现。特别地，因为铜纳米线是透明的导体，可以将其用于多种多样的应用，包括低辐射窗口、触敏控制板、太阳能电池和电磁屏蔽材料。

常规地，铜纳米线已通过多种方法生产，如电化学反应、化学气相沉积、硬模板辅助的方法、以及胶体和水热工艺。然而，常规制造方法具有如高设备投资成本、难以控制纳米线的尺寸以及低生产率的问题。

最近，已经知道用于通过化学合成来制造铜纳米线的方法。韩国专利号10-73808公开了一种制备铜纳米线的方法，该方法包括将胺配体、还原剂、表面活性和非极性有机溶剂与CuCl₂水溶液混合，将反应溶液转移到高压反应器中并且在80℃至200℃下进行反应24小时。通过此方法生产的铜纳米线具有10至50μm的长度和200至1,000nm的直径。然而，这种生产方法是使用高压反应器进行的，这可能引起增加的生产成本和不适合大量生产的问题。

韩国专利号1334601公开了一种通过使用乙二醇(EG)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的多元醇工艺制备铜纳米线的方法。然而，这种生产方法因为与其中使用水溶液作为溶剂的情况相比使用了毒性溶剂而引起环境问题，并且由于增加的生产成本而具有劣化的经济效率的问题。

国际专利公开号2011-071885公开了一种通过以下方式制造具有1至500μm长度和约20至300nm直径的铜纳米线的方法：将铜离子前体、还原剂、封端剂、和pH调节剂混合，然后在预定温度下反应以获得铜纳米线，该铜纳米线包括附接在球形铜纳米颗粒上的铜棒。然而，这种方法仍具有缺点，如所产生的铜纳米线的生产率低和质量均匀性低。

在另一方面，当铜纳米线长时间暴露于空气中时，发生氧化而形成氧化铜。这种氧化现象随温度增加而更快地进行。这种氧化铜与纯铜相比显著地更不导电。为了防止这种氧化铜的产生，国际专利公开号2011-071885和韩国专利公开号1334601公开了生产铜纳米线并用金属如镍、金、锡、锌、银、铂、钛、铝、钨、钴或类似物表面处理该铜纳米线。然而，仍需要改进铜纳米线的整体工艺效率和质量均匀性。

因此，作为付出大量努力解决以上问题的结果，本发明的诸位发明人开发了一种用于通过使用银氨络合物溶液和还原剂进行化学还原来使化学合成的铜纳米线表面被银涂覆从而防止氧化的方法，并且发现，与用于生产铜纳米线的常规方法相比，该方法使得能够生产具有高经济效率和生产率以及高抗氧化性的银涂覆的铜纳米线，由此完成本发明。

发明内容

因此，鉴于以上问题实现了本发明，并且本发明的目的是提供一种制备具有高经济效率和生产率以及高抗氧化性的银涂覆的铜纳米线的方法。