JP5467252B2 - Silver nanowire manufacturing method and silver nanowire - Google Patents

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Description

本発明は、銀ナノワイヤーの製造方法及びその製造方法により得られた銀ナノワイヤーに関する。さらに詳しくは、塩化銀を含む前駆体と、単糖類からなる還元剤と、水媒体とを用いたハイドロサーマル法により、フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、平均(最大垂直長/最大長)比が0.65程度以下の形状を有する異方性の銀ナノワイヤーを効率よく製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing silver nanowires and a silver nanowire obtained by the production method. More specifically, in the measurement by image analysis using a flow-type particle image analyzer by the hydrothermal method using a precursor containing silver chloride, a reducing agent consisting of a monosaccharide, and an aqueous medium, the average (maximum vertical) The present invention relates to a method for efficiently producing anisotropic silver nanowires having a shape with a (long / maximum length) ratio of about 0.65 or less.

複合材料におけるフィラーの添加は、各種性能面で重要であるが、性能を発揮するには十分な添加量が必要であり、特に導電性や熱伝導性、電磁波シールド性材料などでは導電フィラーによるネットワーク形成が重要である。したがって、マトリックス成分の性能を損なうことなく、十分な性能を発揮するためには、できるだけ少ない添加量でネットワークを形成することが必要である。そこで、異方性ナノフィラーは、サイズ効果による比表面積の増大と、高アスペクト比による接触面積の増大により少ない添加量でネットワークを形成することができることから、このような異方性ナノフィラーとして、カーボンナノチューブや金属ナノワイヤーが現在多く研究されている。   Addition of fillers in composite materials is important in terms of various performances, but a sufficient amount of addition is necessary to demonstrate performance, especially in conductive, thermal conductive, electromagnetic shielding materials, etc. Formation is important. Therefore, in order to exhibit sufficient performance without impairing the performance of the matrix component, it is necessary to form a network with the smallest possible addition amount. Therefore, since the anisotropic nanofiller can form a network with a small addition amount due to an increase in specific surface area due to the size effect and an increase in contact area due to a high aspect ratio, as such an anisotropic nanofiller, Many researches are currently being made on carbon nanotubes and metal nanowires.

従来、金属ナノワイヤーの製造方法としては、主として、鋳型(テンプレート)法が用いられている。このテンプレート法は、カーボンナノチューブ、ポーラスな(多孔質)シリカやアルミナ、界面活性剤、あるいはブロック共重合体をテンプレートとするものであるが、いずれも多数の工程や数〜数十時間におよぶ反応時間を必要とする複雑なものである。また、得られる金属ナノワイヤーは、必ずしも好適な太さと長さを有するものではなかった。カーボンナノチューブを使用したテンプレート法については、例えば特許文献1に開示されている。   Conventionally, as a method for producing metal nanowires, a template method has been mainly used. This template method uses carbon nanotubes, porous (porous) silica or alumina, a surfactant, or a block copolymer as a template, all of which involve a number of steps and reactions ranging from several to several tens of hours. It is a complicated thing that requires time. Moreover, the metal nanowire obtained did not necessarily have suitable thickness and length. A template method using carbon nanotubes is disclosed in Patent Document 1, for example.

また、鋳型に依らない方法として、電子線照射方法(例えば、特許文献2参照)や、紫外線照射方法(例えば特許文献3参照)が提案されているが、これらの方法は操作が煩雑で、コスト的にも不利である。
近年、鋳型に依らない金属ナノワイヤーの製造方法として、操作が簡単な化学還元法による方法の研究が行なわれており、その中でも、有機錯体を多価アルコールで還元することにより単分散ナノ粒子やナノワイヤーの合成を行うポリオール法が盛んに研究されている。
このポリオール法の多くは、前駆体として硝酸銀、分散剤にポリビニルピロリドン、溶媒且つ還元剤としてエチレングリコールを使用する(例えば、特許文献4、非特許文献1参照)。これら配合の中で特に分散剤であるポリビニルピロリドンの分子量が金属結晶の成長に依存することで、異方性のある金属ナノワイヤーが生成されるということが報告されている(例えば、非特許文献2参照)。これらの研究は、分散剤として比較的分子量の高いポリマーを使用しており、且つ有機溶媒であるエチレングリコールを使用している。また、塩化銀を前駆体としたハイドロサーマル法による銀ナノワイヤーの合成も報告されている(例えば、非特許文献3参照)。
Further, as methods that do not depend on the mold, an electron beam irradiation method (for example, see Patent Document 2) and an ultraviolet irradiation method (for example, see Patent Document 3) have been proposed, but these methods are complicated in operation and costly. It is also disadvantageous.
In recent years, as a method for producing metal nanowires that do not depend on the template, methods of chemical reduction methods that are easy to operate have been studied. Among them, monodisperse nanoparticles and organic dispersions can be obtained by reducing organic complexes with polyhydric alcohols. The polyol method for synthesizing nanowires has been actively studied.
Many of the polyol methods use silver nitrate as a precursor, polyvinylpyrrolidone as a dispersant, and ethylene glycol as a solvent and a reducing agent (see, for example, Patent Document 4 and Non-Patent Document 1). Among these formulations, it has been reported that anisotropic metal nanowires are produced by the molecular weight of polyvinylpyrrolidone, which is a dispersant, depending on the growth of metal crystals (for example, non-patent literature). 2). These studies use a polymer with a relatively high molecular weight as a dispersant and use an organic solvent, ethylene glycol. Moreover, the synthesis | combination of the silver nanowire by the hydrothermal method which used silver chloride as the precursor is also reported (for example, refer nonpatent literature 3).

特開2004−269987号公報JP 2004-269987 A 特開2002−67000号公報JP 2002-67000 A 特開2007−239055号公報JP 2007-239055 A 特開2007−146279号公報JP 2007-146279 A

Chemical Physics Letters 380(2003)146−169Chemical Physics Letters 380 (2003) 146-169 Materials Letters 60(2006)834−838Materials Letters 60 (2006) 834-838 Chem.Eur.J.2005,11,160−163Chem. Eur. J. et al. 2005, 11, 160-163

前記非特許文献3の方法においては、塩化銀を含む前駆体を硝酸銀水溶液と塩化ナトリウム水溶液とを用いて調製する際に、使用する塩化ナトリウム水溶液の濃度が0.02モル/Lと低いために、径が細く長い形状を有する異方性の銀ナノワイヤーが得られにくいという問題がある。
本発明は、このような状況下になされたもので、フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、平均(最大垂直長/最大長)比が、0.65程度以下になるような形状を有する異方性の銀ナノワイヤーを効率よく製造する方法を提供することを目的とするものである。
In the method of Non-Patent Document 3, when the precursor containing silver chloride is prepared using an aqueous silver nitrate solution and an aqueous sodium chloride solution, the concentration of the aqueous sodium chloride solution used is as low as 0.02 mol / L. There is a problem in that it is difficult to obtain anisotropic silver nanowires having a thin and long shape.
The present invention has been made under such circumstances, and in measurement by image analysis using a flow type particle image analyzer, the average (maximum vertical length / maximum length) ratio is about 0.65 or less. An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing anisotropic silver nanowires having various shapes.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の方法で得られた塩化銀を含む前駆体と、単糖類からなる還元剤とを、水媒体中において、所定の温度で加熱処理すること(ハイドロサーマル法とも云う)により、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
(1)塩化銀を含む前駆体と、単糖類からなる還元剤とを、水媒体中において、130〜200℃の温度で加熱処理する銀ナノワイヤーの製造方法であって、前記の塩化銀を含む前駆体が、濃度0.01〜0.10モル/Lの銀塩水溶液と、濃度0.10〜0.70モル/Lの塩素含有物水溶液とを、銀塩と塩素含有物のモル比が1:1〜1:7になるように用い、かつ、前記の銀塩水溶液と塩素含有物水溶液との合計量に対して、新たに水媒体を3〜10体積倍加えることにより得られたものであることを特徴とする、銀ナノワイヤーの製造方法、
(2)銀塩水溶液が硝酸銀水溶液である、上記(1)項に記載の銀ナノワイヤーの製造方法、
(3)塩素含有物水溶液が、アルカリ金属塩化物水溶液又は塩酸水溶液である、上記(1)又は(2)項に記載の銀ナノワイヤーの製造方法、
(4)銀塩水溶液中の銀塩と単糖類とのモル比が1:1〜1:10である、上記(1)〜(3)項のいずれかに記載の銀ナノワイヤーの製造方法、
(5)得られる銀ナノワイヤーが、フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、最大長が1μm以上である粒子100個以上の平均(最大垂直長/最大長)比が0.65以下である形状を有する、上記(1)〜(4)項のいずれかに記載の銀ナノワイヤーの製造方法、
(6)単糖類がグルコース及び/又はフルクトースである、上記(1)〜(5)項のいずれかに記載の銀ナノワイヤーの製造方法、及び
(7)上記(1)〜(6)項のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とする銀ナノワイヤー、
を提供するものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have prepared a specific method in which a precursor containing silver chloride obtained by a specific method and a reducing agent consisting of a monosaccharide are added in an aqueous medium. It was found that the object can be achieved by heat treatment at a temperature of (also referred to as hydrothermal method). The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention
(1) A silver nanowire manufacturing method in which a precursor containing silver chloride and a reducing agent comprising a monosaccharide are heat-treated at a temperature of 130 to 200 ° C. in an aqueous medium, A precursor containing a silver salt aqueous solution having a concentration of 0.01 to 0.10 mol / L and a chlorine containing material aqueous solution having a concentration of 0.10 to 0.70 mol / L, a molar ratio of the silver salt to the chlorine containing material. Obtained by adding 3 to 10 times the volume of the aqueous medium with respect to the total amount of the silver salt aqueous solution and the chlorine-containing material aqueous solution. A method for producing silver nanowires, characterized in that
(2) The method for producing silver nanowires according to (1) above, wherein the aqueous silver salt solution is an aqueous silver nitrate solution,
(3) The method for producing silver nanowires according to (1) or (2) above, wherein the chlorine-containing substance aqueous solution is an alkali metal chloride aqueous solution or a hydrochloric acid aqueous solution,
(4) The method for producing silver nanowires according to any one of (1) to (3) above, wherein the molar ratio of silver salt to monosaccharide in the aqueous silver salt solution is 1: 1 to 1:10,
(5) The average (maximum vertical length / maximum length) ratio of 100 or more particles having a maximum length of 1 μm or more in the measurement by image analysis using a flow-type particle image analyzer of the obtained silver nanowire is 0. The method for producing silver nanowires according to any one of (1) to (4) above, having a shape of 65 or less,
(6) The method for producing silver nanowires according to any one of (1) to (5) above, wherein the monosaccharide is glucose and / or fructose, and
(7) A silver nanowire obtained by the production method according to any one of (1) to (6) above,
Is to provide.

本発明の銀ナノワイヤーの製造方法によれば、塩化銀を含む前駆体と、単糖類からなる還元剤と、水媒体とを用いたハイドロサーマル法により、フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、平均(最大垂直長/最大長)比が0.65程度以下の形状を有する異方性の銀ナノワイヤーを効率よく製造することができる。
本発明の方法で得られた異方性の銀ナノワイヤーは、特に導電性や熱伝導性、電磁波シールド性材料などにおいて、少量の添加でネットワークを形成し得るフィラーとして有用である。
According to the method for producing silver nanowires of the present invention, an image using a flow-type particle image analyzer by a hydrothermal method using a precursor containing silver chloride, a reducing agent comprising a monosaccharide, and an aqueous medium. In measurement by analysis, anisotropic silver nanowires having an average (maximum vertical length / maximum length) ratio of about 0.65 or less can be efficiently produced.
The anisotropic silver nanowire obtained by the method of the present invention is useful as a filler capable of forming a network with a small amount of addition, particularly in conductive, thermal conductive, electromagnetic shielding materials and the like.

実施例1で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。1 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。3 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。4 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Example 3. FIG. 実施例4で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。6 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Example 4. FIG. 実施例5で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。6 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Example 5. FIG. 実施例6で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。6 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Example 6. FIG. 比較例1で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。4 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Comparative Example 1. FIG. 比較例2で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。6 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Comparative Example 2. FIG. 比較例3で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。6 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Comparative Example 3. FIG. 比較例4で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。6 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Comparative Example 4. FIG. 比較例5で得られた銀ナノワイヤーのSEM写真図である。6 is a SEM photograph of silver nanowires obtained in Comparative Example 5. FIG. 銀ナノワイヤーのフロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による二次元模式図である。It is a two-dimensional schematic diagram by the image analysis using the flow type particle image analyzer of silver nanowire.

本発明の銀ナノワイヤーの製造方法においては、下記の方法で調製した塩化銀を含む前駆体と、単糖類からなる還元剤とを、水媒体中において、130〜200℃の温度で加熱処理する。
[塩化銀を含む前駆体の調製]
本発明の方法においては、まず以下に示す方法により、塩化銀を含む前駆体を調製する。
すなわち、濃度0.01〜0.10モル/Lの銀塩水溶液と、濃度0.10〜0.70モル/Lの塩素含有物水溶液とを、銀塩と塩素含有物のモル比が1:1〜1:7になるように用い、かつ前記の銀塩水溶液と塩素含有物水溶液との合計量に対して、新たに水媒体を3〜10体積倍加えることにより、塩化銀を含む前駆体を調製する。
本発明においては、前記の銀塩水溶液濃度、塩素含有物濃度、銀塩と塩素含有物のモル比、及び新たに加える水媒体の量の中のいずれか1つが前記範囲を逸脱すると、フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、平均(最大垂直長/最大長)比を0.65以下にすることが困難となり、径が細く長い形状の異方性の銀ナノワイヤーが得られない。なお、上記の平均(最大垂直長/最大長)比の測定方法については、後で詳述する。
In the method for producing silver nanowires of the present invention, a precursor containing silver chloride prepared by the following method and a reducing agent comprising a monosaccharide are heat-treated at a temperature of 130 to 200 ° C. in an aqueous medium. .
[Preparation of precursor containing silver chloride]
In the method of the present invention, first, a precursor containing silver chloride is prepared by the following method.
That is, a silver salt aqueous solution having a concentration of 0.01 to 0.10 mol / L and a chlorine containing aqueous solution having a concentration of 0.10 to 0.70 mol / L have a molar ratio of silver salt to chlorine containing material of 1: Precursor containing silver chloride by adding an aqueous medium 3 to 10 times by volume with respect to the total amount of the silver salt aqueous solution and the chlorine-containing material aqueous solution. To prepare.
In the present invention, when any one of the silver salt aqueous solution concentration, the chlorine-containing material concentration, the molar ratio between the silver salt and the chlorine-containing material, and the amount of the newly added aqueous medium deviates from the above range, the flow formula In measurement by image analysis using a particle image analyzer, it becomes difficult to reduce the average (maximum vertical length / maximum length) ratio to 0.65 or less, and an anisotropic silver nanowire having a narrow diameter and a long shape is obtained. I can't. The method for measuring the average (maximum vertical length / maximum length) ratio will be described in detail later.

前記銀塩水溶液としては、得られる銀ナノワイヤーにおける異方性などの性状の観点から、硝酸銀水溶液が好ましく、またその濃度は0.01〜0.05モル/Lの範囲が好ましい。
前記塩素含有物水溶液としては、得られる銀ナノワイヤーにおける異方性などの性状の観点から、アルカリ金属塩化物水溶液が好ましく、さらに塩化ナトリウムがより好ましく、また塩酸も好ましく用いられる。また、その濃度は、0.10〜0.5モル/Lの範囲が好ましい。
さらに、得られる銀ナノワイヤーにおける異方性などの性状の観点から、前記銀塩と塩素含有物のモル比は1:2〜1:5の範囲が好ましく、また、新たに加える水媒体の量は、前記の銀塩水溶液と塩素含有物水溶液との合計量に対して、4〜7体積倍が好ましい。
The silver salt aqueous solution is preferably a silver nitrate aqueous solution from the viewpoint of properties such as anisotropy in the obtained silver nanowire, and the concentration is preferably in the range of 0.01 to 0.05 mol / L.
From the viewpoint of properties such as anisotropy in the obtained silver nanowire, the chlorine-containing material aqueous solution is preferably an alkali metal chloride aqueous solution, more preferably sodium chloride, and hydrochloric acid is also preferably used. The concentration is preferably in the range of 0.10 to 0.5 mol / L.
Furthermore, from the viewpoint of properties such as anisotropy in the obtained silver nanowire, the molar ratio of the silver salt to the chlorine-containing material is preferably in the range of 1: 2 to 1: 5, and the amount of the aqueous medium to be newly added Is preferably 4 to 7 times by volume with respect to the total amount of the silver salt aqueous solution and the chlorine-containing material aqueous solution.

本発明においては、このようにしてコロイド状の塩化銀が生成された分散液が調製される。この分散液を前駆体とし、該前駆体液と、単糖類からなる還元剤とを、130〜200℃の温度で加熱処理すること(ハイドロサーマル法)により、異方性の銀ナノワイヤーを製造する。
[単糖類]
塩化銀に対する還元剤として用いられる単糖類としては特に制限はなく、例えばグルコース、フルクトース、キシロース、ソルボース、ガラクトースなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、得られる銀ナノワイヤーにおける異方性などの性状の観点から、グルコース及び/又はフルクトースが好ましい。
また、当該単糖類の使用量は、還元剤としての効果の観点から、前記銀塩水溶液中の銀塩と当該単糖類とのモル比が1:1〜1:10になるような量が好ましく、1:1.5〜1:5になるような量がより好ましい。
In the present invention, a dispersion in which colloidal silver chloride is produced in this way is prepared. Using this dispersion as a precursor, anisotropic silver nanowires are produced by heat-treating the precursor liquid and a reducing agent comprising a monosaccharide at a temperature of 130 to 200 ° C. (hydrothermal method). .
[Monosaccharide]
There is no restriction | limiting in particular as monosaccharide used as a reducing agent with respect to silver chloride, For example, glucose, fructose, xylose, sorbose, galactose etc. are mentioned, These may be used independently and are used in combination of 2 or more types. Of these, glucose and / or fructose are preferable from the viewpoint of properties such as anisotropy in the obtained silver nanowire.
The amount of the monosaccharide used is preferably such that the molar ratio of the silver salt in the silver salt aqueous solution to the monosaccharide is 1: 1 to 1:10 from the viewpoint of the effect as a reducing agent. An amount such as 1: 1.5 to 1: 5 is more preferred.

[加熱処理条件]
本発明においては、前記のコロイド状塩化銀を含む前駆体液と単糖類からなる還元剤とを混合して、130〜200℃の温度で加熱処理する。この温度が130℃未満では、塩化銀の金属体への還元が進行しにくく、一方200℃を超えると還元された金属体の再融着が進行するため、得られる銀ナノワイヤーの径が大きくなる傾向がある。
好ましい加熱処理温度は、使用する単糖類の分解温度近辺であり、例えば単糖類としてグルコースを使用する場合には、150〜200℃の範囲の温度が好ましく、フルクトースを使用する場合には、130〜180℃の範囲の温度が好ましい。
反応装置としては、耐圧密閉容器を用い、反応圧力は自発圧力でよい。反応時間は反応温度などに左右され、一概に定めることはできないが、通常20〜72時間程度で充分である。
このようにして得られた反応液に、遠心分離などの固液分離手段を施したのち、固相を水洗処理することにより、目的の異方性の銀ナノワイヤーを取得することができる。
[Heat treatment conditions]
In the present invention, the precursor liquid containing colloidal silver chloride and a reducing agent composed of monosaccharide are mixed and heat-treated at a temperature of 130 to 200 ° C. If the temperature is less than 130 ° C., the reduction of silver chloride to the metal body is difficult to proceed, whereas if the temperature exceeds 200 ° C., the re-fusion of the reduced metal body proceeds, so that the diameter of the obtained silver nanowire is large. Tend to be.
A preferable heat treatment temperature is around the decomposition temperature of the monosaccharide to be used. For example, when glucose is used as the monosaccharide, a temperature in the range of 150 to 200 ° C. is preferable, and when fructose is used, 130 to A temperature in the range of 180 ° C. is preferred.
As the reaction apparatus, a pressure-resistant sealed container is used, and the reaction pressure may be a spontaneous pressure. The reaction time depends on the reaction temperature and cannot be generally defined, but about 20 to 72 hours is usually sufficient.
The target anisotropic silver nanowire can be obtained by subjecting the reaction solution thus obtained to solid-liquid separation means such as centrifugation and then washing the solid phase with water.

[銀ナノワイヤーの性状]
前述した本発明の方法においては、得られる銀ナノワイヤーとして、フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、最大長が1μm以上である粒子100個以上の平均(最大垂直長/最大長)比が、0.65以下になる形状を有する異方性の銀ナノワイヤーを製造することができる。
なお図12は、得られる銀ナノワイヤーについての前記フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による二次元模式図であり、前記最大垂直長及び最大長は、この図12に示すとおりである。
また、得られる異方性の銀ナノワイヤーの平均直径及び平均長さは、走査型電子顕微鏡(SEM)写真により求めることができ、平均直径は、通常100〜600nm程度、平均長さは、通常20〜100μmであり、平均アスペクト比(平均長さ/平均直径)は50〜250程度である。
また、得られるナノワイヤーが銀であることは、X線回折(XRD)により、確認することができる。
[Properties of silver nanowires]
In the method of the present invention described above, the average of 100 or more particles having a maximum length of 1 μm or more (maximum vertical length / maximum) in the measurement by image analysis using a flow type particle image analyzer as the obtained silver nanowires. An anisotropic silver nanowire having a shape with a (long) ratio of 0.65 or less can be produced.
FIG. 12 is a two-dimensional schematic diagram of the obtained silver nanowire by image analysis using the flow type particle image analyzer, and the maximum vertical length and the maximum length are as shown in FIG.
Moreover, the average diameter and average length of the obtained anisotropic silver nanowire can be calculated | required with a scanning electron microscope (SEM) photograph, an average diameter is about about 100-600 nm normally, and average length is normal. The average aspect ratio (average length / average diameter) is about 50 to 250.
Moreover, it can confirm that the nanowire obtained is silver by X-ray diffraction (XRD).

このような本発明の方法により、異方性の銀ナノワイヤーを、効率よく製造することができる。この異方性の銀ナノワイヤーは、導電性や熱伝導性、電磁波シールド性材料などのフィラーとして、添加量が少なくても、容易にネットワークを形成することができ、有用である。   By such a method of the present invention, anisotropic silver nanowires can be efficiently produced. This anisotropic silver nanowire is useful because it can easily form a network as a filler such as a conductive material, a heat conductive material, or an electromagnetic wave shielding material, even if the addition amount is small.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例で得られた銀ナノワイヤーの性状は、下記の方法により求めた。
(1)平均(最大垂直長/最大長)比
フロー式粒子像分析装置[SYSMEX社製、機種名「FPIA−3000」]を使用し、明細書本文記載の方法に従って求めた。
(2)平均直径及び平均長さ
走査型電子顕微鏡(SEM)[日立製作所(株)社製、機種名「S−2380」]写真により、測定した。またこのデータを用い、平均アスペクト比(平均長さ/平均直径)を算出した。
(3)ナノワイヤーの材質の確認
X線回折装置[理学(株)社製、機種名「RU200B型」]を用いてX線回折(XRD)を行い、銀であることを確認した。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
In addition, the property of the silver nanowire obtained in each example was calculated | required with the following method.
(1) Average (maximum vertical length / maximum length) ratio A flow type particle image analyzer [manufactured by SYSMEX, model name “FPIA-3000”] was used and was determined according to the method described in the specification.
(2) Average diameter and average length It measured with the scanning electron microscope (SEM) [Hitachi Ltd. make, model name "S-2380"] photograph. Further, using this data, an average aspect ratio (average length / average diameter) was calculated.
(3) Confirmation of Nanowire Material X-ray diffraction (XRD) was performed using an X-ray diffractometer [manufactured by Rigaku Corporation, model name “RU200B type”] to confirm that the material was silver.

実施例1
テフロン製内筒へ30mlの脱イオン水を入れ、これに銀塩原料として0.02モル/L硝酸銀水溶液5mlと塩素含有物として0.2モル/L塩化ナトリウム水溶液1.0mlを滴下し、単糖の還元剤としてグルコースを0.4ミリモル添加した。その後、テフロン製内筒をステンレス製の耐圧反応器へ入れた後、160℃にて24時間反応させた。さらに、得られた反応液を遠心分離機[(株)久保田製作所社製、機種名「卓上小型遠心機」](40000rpm、40分間)により沈殿物を取り出して純水で洗浄し、遠心分離、洗浄の工程を3回繰り返した。
その後、得られた沈殿物をSEM観察にて確認したところ、直径50〜300nm程度(平均直径186nm)のナノワイヤー構造を有する物質を確認することができた。さらに得られた沈殿物のXRD回折を確認したところ、得られたものが銀であることが確認された。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Example 1
30 ml of deionized water is put into a Teflon inner cylinder, and 5 ml of 0.02 mol / L silver nitrate aqueous solution as a silver salt raw material and 1.0 ml of 0.2 mol / L sodium chloride aqueous solution as a chlorine-containing material are added dropwise. As a sugar reducing agent, 0.4 mmol of glucose was added. Then, after putting the Teflon inner cylinder into a stainless steel pressure-resistant reactor, it was reacted at 160 ° C. for 24 hours. Further, the resulting reaction solution was centrifuged with a centrifuge [manufactured by Kubota Corporation, model name “desktop small centrifuge”] (40000 rpm, 40 minutes), washed with pure water, centrifuged, The washing process was repeated three times.
Then, when the obtained deposit was confirmed by SEM observation, the substance which has a nanowire structure about 50-300 nm in diameter (average diameter 186 nm) was able to be confirmed. Further, when XRD diffraction of the obtained precipitate was confirmed, it was confirmed that the obtained precipitate was silver. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

実施例2
実施例1において添加する塩化ナトリウム水溶液の量を2.5ml、グルコースの添加量を0.2ミリモル、反応温度を180℃に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Example 2
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount of sodium chloride aqueous solution added in Example 1 was changed to 2.5 ml, the added amount of glucose was changed to 0.2 mmol, and the reaction temperature was changed to 180 ° C. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

実施例3
実施例1において還元剤をフルクトース0.2ミリモルに変更し、さらに反応温度を140℃にした以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Example 3
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that the reducing agent was changed to 0.2 mmole of fructose in Example 1 and the reaction temperature was 140 ° C. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

実施例4
実施例1において、反応温度を180℃に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Example 4
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 180 ° C. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

実施例5
実施例1において、グルコースの添加量を0.2ミリモルに変更し、反応温度を180℃に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Example 5
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of glucose added was changed to 0.2 mmol and the reaction temperature was changed to 180 ° C. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

実施例6
実施例1において、添加する塩素含有物を塩化ナトリウムから塩酸に変更し、添加する塩酸水溶液の量を0.5mlに変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。

比較例1
実施例1において、塩化ナトリウム水溶液を添加することなく、反応温度を180℃にした以外は、実施例1と同様にして、硝酸銀水溶液の還元を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Example 6
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the chlorine-containing material to be added was changed from sodium chloride to hydrochloric acid, and the amount of the aqueous hydrochloric acid solution to be added was changed to 0.5 ml. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

Comparative Example 1
In Example 1, the silver nitrate aqueous solution was reduced in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 180 ° C. without adding the sodium chloride aqueous solution. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

比較例2
実施例1において、硝酸銀水溶液の濃度を0.1モル/L、塩化ナトリウム水溶液の濃度を0.1モル/L、反応温度を180℃に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Comparative Example 2
In Example 1, the reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that the concentration of the aqueous silver nitrate solution was changed to 0.1 mol / L, the concentration of the aqueous sodium chloride solution was changed to 0.1 mol / L, and the reaction temperature was changed to 180 ° C. went. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

比較例3
実施例1において、還元剤としてフルクトース、反応温度を120℃に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Comparative Example 3
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that fructose was used as the reducing agent and the reaction temperature was changed to 120 ° C. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

比較例4
実施例1において、還元剤であるグルコースを未添加にした以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Comparative Example 4
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that glucose as a reducing agent was not added. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

比較例5
実施例1において、塩化ナトリウム水溶液の濃度を0.02モル/L、添加量を5ml、還元剤であるグルコースの添加量を0.2ミリモル、反応温度を180℃に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。反応条件及び結果をそれぞれ第1表及び第2表に示す。
Comparative Example 5
In Example 1, the concentration of the aqueous sodium chloride solution was 0.02 mol / L, the addition amount was 5 ml, the addition amount of glucose as a reducing agent was 0.2 mmol, and the reaction temperature was changed to 180 ° C. The reaction was carried out in the same manner as in 1. Reaction conditions and results are shown in Tables 1 and 2, respectively.

Figure 0005467252
Figure 0005467252

Figure 0005467252
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第2表から分かるように、銀ナノワイヤーのフロート式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、平均(最大垂直長/最大長)比は、本発明の方法(実施例1〜6)で得られた銀ナノワイヤーにおいては、いずれも0.65未満であり、一方比較例1〜5で得られた銀ナノワイヤーにおいては、いずれも0.65より高い。   As can be seen from Table 2, the average (maximum vertical length / maximum length) ratio in the measurement by image analysis using a silver nanowire float type particle image analyzer is the method of the present invention (Examples 1 to 6). In the silver nanowires obtained in the above, all are less than 0.65, while in the silver nanowires obtained in Comparative Examples 1 to 5, all are higher than 0.65.

本発明の銀ナノワイヤーの製造方法は、異方性の銀ナノワイヤーを効率よく製造することができ、得られた異方性の銀ナノワイヤーは、導電性や熱伝導性、電磁波シールド性材料などのフィラーとして有用である。   The method for producing silver nanowires of the present invention can efficiently produce anisotropic silver nanowires, and the obtained anisotropic silver nanowires are conductive, thermally conductive, and electromagnetic shielding materials. It is useful as a filler.

Claims (7)

塩化銀を含む前駆体と、単糖類からなる還元剤とを、水媒体中において、130〜200℃の温度で加熱処理する銀ナノワイヤーの製造方法であって、前記の塩化銀を含む前駆体が、濃度0.01〜0.10モル/Lの銀塩水溶液と、濃度0.10〜0.70モル/Lの塩素含有物水溶液とを、銀塩と塩素含有物のモル比が1:1〜1:7になるように用い、かつ、前記の銀塩水溶液と塩素含有物水溶液との合計量に対して、新たに水媒体を3〜10体積倍加えることにより得られたものであることを特徴とする、銀ナノワイヤーの製造方法。   A method for producing silver nanowires in which a precursor containing silver chloride and a reducing agent comprising a monosaccharide are heat-treated at a temperature of 130 to 200 ° C. in an aqueous medium, the precursor containing silver chloride However, a silver salt aqueous solution with a concentration of 0.01 to 0.10 mol / L and a chlorine containing aqueous solution with a concentration of 0.10 to 0.70 mol / L have a molar ratio of silver salt to chlorine containing material of 1: It was obtained by adding the aqueous medium 3 to 10 times by volume with respect to the total amount of the silver salt aqueous solution and the chlorine-containing material aqueous solution. The manufacturing method of silver nanowire characterized by the above-mentioned. 銀塩水溶液が硝酸銀水溶液である、請求項1に記載の銀ナノワイヤーの製造方法。   The manufacturing method of the silver nanowire of Claim 1 whose silver salt aqueous solution is silver nitrate aqueous solution. 塩素含有物水溶液が、アルカリ金属塩化物水溶液又は塩酸水溶液である、請求項1又は2に記載の銀ナノワイヤーの製造方法。   The manufacturing method of the silver nanowire of Claim 1 or 2 whose chlorine containing substance aqueous solution is alkali metal chloride aqueous solution or hydrochloric acid aqueous solution. 銀塩水溶液中の銀塩と単糖類とのモル比が1:1〜1:10である、請求項1〜3のいずれかに記載の銀ナノワイヤーの製造方法。   The manufacturing method of the silver nanowire in any one of Claims 1-3 whose molar ratio of silver salt and monosaccharide in silver salt aqueous solution is 1: 1-1: 10. 得られる銀ナノワイヤーが、フロー式粒子像分析装置を用いた画像解析による測定において、最大長が1μm以上である粒子100個以上の平均(最大垂直長/最大長)比が0.65以下である形状を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の銀ナノワイヤーの製造方法。   The average (maximum vertical length / maximum length) ratio of 100 or more particles having a maximum length of 1 μm or more is 0.65 or less when the obtained silver nanowire is measured by image analysis using a flow particle image analyzer. The manufacturing method of the silver nanowire in any one of Claims 1-4 which has a certain shape. 単糖類がグルコース及び/又はフルクトースである、請求項1〜5のいずれかに記載の銀ナノワイヤーの製造方法。   The manufacturing method of the silver nanowire in any one of Claims 1-5 whose monosaccharide is glucose and / or fructose. 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とする銀ナノワイヤー。   A silver nanowire obtained by the production method according to claim 1.
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