KR20130071198A - 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선 - Google Patents

재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선 Download PDF

Info

Publication number
KR20130071198A
KR20130071198A KR1020110138571A KR20110138571A KR20130071198A KR 20130071198 A KR20130071198 A KR 20130071198A KR 1020110138571 A KR1020110138571 A KR 1020110138571A KR 20110138571 A KR20110138571 A KR 20110138571A KR 20130071198 A KR20130071198 A KR 20130071198A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ionic liquid
silver
catalyst
silver nanowire
silver nanowires
Prior art date
Application number
KR1020110138571A
Other languages
English (en)
Inventor
이택수
Original Assignee
엔아이씨(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔아이씨(주) filed Critical 엔아이씨(주)
Priority to KR1020110138571A priority Critical patent/KR20130071198A/ko
Publication of KR20130071198A publication Critical patent/KR20130071198A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/12—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/25—Noble metals, i.e. Ag Au, Ir, Os, Pd, Pt, Rh, Ru
    • B22F2301/255—Silver or gold

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선이 개시된다. 본 발명의 은나노선 제조방법은, 폴리올 용매에 이온성 액체, 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질 및 3가 철 촉매를 혼합, 가열하는 단계(단계 a); 단계 a를 거친 용액에 시드를 첨가하는 단계(단계 b); 및 단계 a와 별도의 폴리올 용매에 은염을 용해시킨 용액을 단계 b를 거친 혼합용액에 첨가하여 은나노선을 얻는 단계(단계 c);를 포함한다. 이에 의하여, 폴리올 프로세스의 습윤방식을 이용하면서 이온성 액체와 재활용 가능한 촉매를 적용함으로써, 균일한 프로파일을 가지면서도 종횡비가 높은 은나노선을 제조할 수 있으며, 친환경적이면서 저비용의 공정을 실현할 수 있다.

Description

재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선{PREPARATION METHOD OF SILVER NANOWIRE WITH RECYCLABLE CATALYST AND IONIC LIQUIDS}
본 발명은 은나노선의 제조방법 및 그 방법에 제조방법에 따라 제조된 은나노선에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이온성 액체(용융염) 및 재활용이 가능한 촉매를 사용함으로써 친환경적이고 공정비용을 절감할 수 있는 은나노선의 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선에 관한 것이다.
일반적으로 투명도전막은 LCD, OLED, PDP, 전자파 차폐제, 플렉시블 디스플레이, 전자종이 등 각종 디스플레이 분야에 광범위하게 이용될 수 있다. 투명도전막 소재로는 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide)와 같은 무기 산화물 도전성 소재를 들 수 있다.
종래 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide)등을 이용한 투명전극은 고가인 진공 증착, 스퍼터링법 또는 이온빔법 등의 공정을 이용하기 때문에 제조 비용이 높고, 대량생산 및 대형화에 부적합할 뿐 아니라, 저온공정이 요구되는 투명 기판에 적용하기에는 한계가 있다. 또한, 유연성과 굴곡성이 부족하여 자유롭게 휘거나 구부림을 요구하는 차세대 플렉서블 디스플레이(Flxible Display)에 적용하는데 어려움이 있다.
이에 따라, 은나노선을 투명전도성 필름개발에 이용하기 시작하였으며, 이는 종래의 ITO 전극을 대체하여 희토류의 고갈, 해외 수출 제한 등에 따른 수급의 어려움에 의한 가격상승 및 자원의 무기화에 대처할 수 있다. 많은 선진국에서ITO를 대체하기 위한 소재 개발 연구를 진행하고 있으며, 이미 은나노선을 이용한 투명도전막 시제품을 출시한 상태이다.
은나노선은 Sun, Y. et al.,(2002) Nano Lett. 2, 165; Sun, Y. et al., (2003) Nano Lett. 3, 955; Wiley, B. et al., (2005) Langmuir, 21(18), 8077; Wiley, B. et al., (2005) Chem. Eur. J. 11, 454; Gao, Y. et al., (2005) J. Phys. D:Appl. Phys. 38, 1061; Hu, L. et al., (2010) Acs Nano. 4, 2955 등의 문헌에서 소개된 바와 같이, 종래에 일반적인 방법인 습식(Wetting) 방식의 폴리올 프로세스 (Polyol Process)에 의해 제조될 수 있다.
상기 폴리올 프로세스는 전구체(Precursor)인 금속염(Metal Salt)을 안정제인 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl pyrrolidone)과 시드(Seed)인 AgCl, PtCl2 등의 존재 하에서 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등의 환원제로 환원시켜 은나노선을 제조할 수 있는 것으로 알려져 있다.
그러나 상기 폴리올 프로세스는 반응 조건(Condition)에 따라 은나노 파트클(Siver Nanoparticle), 은 트라이앵글 (Siver Triangle), 막대(Siver Rod)등 다양한 은나노 구조체를 동시에 생성 시켜, 균일한 은나노선을 양산하는 데 어려움이 있다.
상술한 문제점을 해결하고자 Zhou, Y.,(2005) Currunt Nanoscience. 1, 35; Bhatt, A.I. et al., (2007) J. Mater. Chem. 17, 2241; Kim, T.Y. et al., (2009) Angew. Chem. Int. Ed. 48, 3806; US2011/0219913A1 등에서 이온성 액체를 사용하여 균일한 은나노선 제조 방법을 제안하고 있으나, 이와 같은 방법은 균일한 은나노선을 제조할 수는 있으나, 은나노선의 높은 종횡비 구현이 어려워 이를 이용하여 투명 도전막을 제조하였을 때, 헤이즈(Haze)의 발생, 즉, 광투과도를 저하시켜 디스플레이용 전자재료로 적용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴리올 프로세스에 이온성 액체/염 및 재활용 가능한 촉매를 함께 사용함으로써 균일한 프로파일을 가지면서도, 높은 종횡비를 구현하여 투명도전막 제조시 높은 광투과율을 보장하며, 공정 비용을 감축하고 친환경적인 은나노선의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법은, 폴리올 용매에 이온성 액체, 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질 및 3가 철 촉매를 혼합, 가열하는 단계(단계 a); 상기 단계 a를 거친 용액에 시드를 첨가하는 단계(단계 b); 및 상기 단계 a와 별도의 폴리올 용매에 은염을 용해시킨 용액을 상기 단계 b를 거친 혼합용액에 첨가하여 은나노선을 얻는 단계(단계 c);를 포함할 수 있다.
상기 단계 c 이후, 3가 철 촉매와 이온성 액체를 회수하는 단계(단계 d); 및 상기 은나노선을 정제 및 수득하는 단계(단계 e);를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리올 용매는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세롤으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어진 것일 수 있다.
상기 단계 a는, 상기 폴리올 용매에 분산 안정제인 폴리비닐피롤리돈을 더 첨가하여 혼합할 수 있다.
상기 단계 a의 가열은, 160~170℃의 온도로 이루어질 수 있다.
상기 이온성 액체는, 하기 화학식 1로 표시되는 단분자 이미다졸륨 유도체, 하기 화학식 2로 표시되는 단분자 피리디늄 유도체 및 하기 화학식 3으로 표시되는 고분자 이미다졸륨 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00001
여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온임.
Figure pat00002
여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온임.
Figure pat00003
여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온이며, m= 1~12, n= 0~12 임.
상기 이온성 액체의 음이온(X-)은, Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, CF3SO3 -, CF3COO-, CH3SO4 - 및 (CF3SO2)2N- 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 3가 철 촉매는, FeCl3일 수 있다.
상기 단계 b의 시드는, 염화은일 수 있다.
상기 단계 c는, 160~170℃의 온도에서, 1~2시간 동안 교반하여 은나노선을 얻는 것일 수 있다.
상기 은염은, AgNO3, Ag(CH3COO)2 및 AgClO4 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 단계 d에서 회수된 3가 철 촉매와 이온성 액체는, 세척 및 건조하여 은나노선 제조에 재활용될 수 있다.
상기 단계 d는, 아세틸레이션 반응을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 단계 e는, 증류수와 아세톤을 가하여 정제하고, 원심분리에 의해 은나노선을 최종 수득할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 은나노선은, 폴리올 용매에 이온성 액체, 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질 및 3가 철 촉매 및 시드를 포함하는 혼합용액과, 별도의 폴리올 용매에 은염을 용해시킨 용액을 상기 혼합용액에 첨가하여 은나노선을 얻는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 방법에 따라 제조된다.
상기 은나노선은, 직경 35~100 nm, 길이 10~50 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 은나노선 제조방법은 폴리올 프로세스의 습윤방식을 이용하면서 이온성 액체와 재활용 가능한 촉매를 적용함으로써, 균일한 프로파일을 가지면서도 높은 종횡비가 구현된 은나노선을 제공할 수 있으며, 나아가, 공정에 사용된 촉매를 재사용함으로써 공정의 비용을 절감하고 친환경적인 공정을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 은나노선 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 은나노선의 SEM사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 은나노선의 SEM사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 은나노선의 SEM사진이다.
이하 도 1을 참조하여 본 발명의 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법을 설명하도록 한다.
본 발명의 은나노선 제조방법은 총 다섯 단계로 나누어 볼 수 있다.
먼저, 폴리올 용매에 이온성 액체(용융염, Ionic Liquid, Molten Salt), 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질 및 3가 철 촉매를 혼합하고 가열한다(단계 a).
바람직하게는, 상기 폴리올 용매에 이온성 액체, 3가 철 촉매를 넣어 교반하면서 160~170℃의 온도로 가열할 수 있다. 이때, 경우에 따라, 이후 혼합될 은나노선 전구체인 은염에 대한 용액 내 분산 안정제로서 폴리비닐피롤리돈을 더 첨가할 수 있다.
상기 폴리올 용매는, 은염(silver salt)의 은을 환원시킬 수 있는 환원제인 동시에, 은염을 용해시킬 수 있는 있는 하이드록시기(-OH)가 2개 이상인 극성의 다가 알코올이다. 상세하게는, 에틸렌글리콜(Ethyleneglycol), 프로필렌글리콜(Propyleneglycol), 글리세롤(Glycerol) 등을 적용할 수 있으며, 이들 중 적어도 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 이온성 액체는, 양이온(Cation)을 갖는 유기물질과 음이온(Anion)을 갖는 유기물 또는 무기물로 구성된다.
상세하게는, 이미다졸리움 유도체(Imidazolium derivatives) 또는 피리디늄 유도체(Pyrridinium derivatives)등을 적용할 수 있다. 이와 같은 이온성 액체는, 단분자 이온성 액체(Monomeric Ionic Liquid) 또는 고분자와 결합한 형태의 고분자 이온성 액체(Polymeric Ionic Liquid)일 수 있다.
예를 들면, 단분자 이온성 액체로서 BMIM-BF4 (1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate), 고분자 이온성 액체로서 poly[styrene-co-(1-((4-vinylphenyl)methyl)-3-methylimidazolium) tetrafluoroborate]를 들 수 있다.
상술한 이온성 액체로 적용될 수 있는 단분자 이미다졸륨 유도체, 단분자 피리디늄 유도체 및 고분자 이미다졸륨 유도체의 화학구조를 하기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3에 차례로 나타내었다.
(화학식 1)
Figure pat00004
여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온임.
(화학식 2)
Figure pat00005
여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온임.
(화학식 3)
Figure pat00006

여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온이며, m= 1~12, n= 0~12 임.
상기 화학식 1 내지 화학식 3에 있어서, 상기 음이온(X-)은 특별히 한정되지 않으며, Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, CF3SO3 -, CF3COO-, CH3SO4 -, (CF3SO2)2N- 등 다양한 음이온을 적용할 수 있다.
상기 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질은, 할로겐 족 음이온인 F-, Cl-, Br-, I- 를 갖는 가능한 모든 이온결합물질을 뜻하며, KBr, KCl, NaCl 등을 예로 들 수 있다.
상기 3가 철 촉매는, FeCl3를 적용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 단계 a를 거친 용액에 시드(seed)를 첨가한다(단계 b).
상기 시드는 이후 단계에서 은의 환원을 촉진하며, 시드 주위에 은이온이 흡착되면서 입자를 길이방향으로 성장시키는 역할을 수행하는 것으로서, 염화은(AgCl)을 적용하는 것이 바람직하다.
이후, 별도의 폴리올 용매에 전구체인 은염을 용해시킨 용액을 상기 단계 b를 거친 용액에 첨가하고 교반하여 은나노선을 얻는다(단계 c).
이때, 상기 교반은 160~170℃의 온도를 유지하도록 하고, 1~2시간 동안 교반하여 은회색의 은나노선이 생성되도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 별도의 폴리올 용매는 상기 단계 a 및 단계 b에 사용된 폴리올 용매가 아닌 별도로 준비된 폴리올 용매를 뜻하며, 상기 단계 a 및 상기 단계 b와 동일한 폴리올 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 은염은 AgNO3, Ag(CH3COO)2, AgClO4 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 아세틸레이션 반응을 이용하여 상기 단계 c를 거친 용액에서 3가 철 촉매와 이온성 액체를 회수한다(단계 d).
상세하게는, 3가 철 촉매-이온성 액체가 포함되어 있는 상기 용액에 루이스산(Lewis acid)과, 벤질 알코올(Benzyl alcohol)류 또는 아민(amine)류를 혼합하여 아세틸레이션(acetylation) 반응이 일어나도록 한다. 상기 반응은 상온에서 이루어질 수 있다.
상기 루이스산은, 스칸듐 트리플레이트(Scandium triflate), 가돌리늄 트리플레이트(Gadolinium triflate), 마그네슘 브로마이드(Magnesium bromide), 탄탈륨 클로라이드(Tantalum chloride), 트리메칠실릴 트리플레이트(Trimethylsilyl triflate) 등을 적용할 수 있다.
상기 방법으로 회수된 3가 철 촉매-이온성 액체에서 아민기(amine group)를 갖는 실리카겔(Silica gel), 활성 알루미나(Activated almunia), 스타이렌-다이비닐벤젠(Styrene-Divinylbenzene) 공중합체 등을 이용하여 이온성 액체를 흡착하고, 메탄올을 이용하여 탈착한다. 또한, 3가 철 촉매는 진공 상태에서 건조시킨다.
이와 같이 회수된 3가 철 촉매 및 이온성 액체는 새로운 은나노선 제조에 재사용될 수 있으며, 재사용 횟수는 제조된 은나노선의 물성에 영향을 끼치지 않는 한 특별히 제한되지 않는다.
마지막으로, 상기 단계 c에서 제조된 은나노선을 정제 및 수득한다(단계 e).
상기 정제는 증류수와 아세톤을 가함으로써 이루어지며, 이로써 공정에서 사용된 폴리올 용매 및 분산 안정제 등을 제거할 수 있다. 이후, 원심분리하여 은나노선을 최종 수득하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 은나노선을 제공한다.
상기 은나노선은 직경은 35~100 nm 이고, 길이는 10~50 ㎛ 범위일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 들어 상세히 설명하도록 한다.
BMIM-BF4 (1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)을 이온성 액체로 사용하였으며, 상기 이온성 액체는 문헌 Holbrey, J.D. et al., (1999) J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2133 방법으로 직접 합성하여 사용하였다.
에틸렌글리콜(삼전화학(주)) 160ml에 BMIM-BF4 10g, 폴리비닐피롤리돈(분자량 58,000 이하, 시그마-알드리치社) 16.7g, KBr(삼전화학㈜) 0.25g, FeCl3(시그마-알드리치社) 3mg을 혼합하고, 마그네틱 바를 이용하여 교반하면서 160℃로 가열한 후, 1.25g의 AgCl(삼전화학㈜)를 상기 혼합용액에 첨가하였다. 여기서, 상기 BMIM-BF4은 문헌 Holbrey, J.D. et al., (1999) J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2133 에 기재된 방법으로 직접 합성하여 사용하였다.
별도의 에틸렌글리콜(삼전화학㈜) 160ml에 질산은(유창금속공업㈜) 5.5g을 용해시킨 용액을 상기 AgCl이 첨가된 혼합용액에 첨가하여 160℃를 유지하면서 마그네틱 바를 이용하여 1시간 동안 더 교반하여 은회색을 띤 은나노선를 얻었다.
이후, 촉매로 사용된 FeCl3과 BMIM-BF4는 아세틸레이션 반응을 이용하여 회수 하였고, 증류수와 아세톤을 이용하여 정제한 후, 원심분리기에서 2000rpm, 20분간 원심분리하여 은나노선을 최종 수득하였다. 이때, 수득된 은나노선의 직경은 60±5 nm, 길이는 20±5 ㎛이었으며, 반응 전구체 대비 은나노선 생성율은 82 wt%였다.
상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 은나노선을 제조하되, FeCl3과 BMIM-BF4은 상기 실시예 1에서 사용 후 회수된 것을 재활용하였다.
이에 따라 제조된 은나노선의 직경은 62±5 nm, 길이는 18±5 ㎛이었으며, 은나노선 생성율은 81 wt% 였다.
상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 은나노선을 제조하되, FeCl3과 BMIM-BF4은 상기 실시예 2에서 사용 후 회수된 것을 재활용하였다.
이에 따라 제조된 은나노선의 직경은 64±5 nm, 길이는 19±5 ㎛이었으며, 은나노선 생성율은 79 wt% 였다.
상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 은나노선을 제조하되, 이온성 액체를 BMIM-BF4 대신 고분자 이온성 액체인 poly[styrene-co-(1-((4-vinylphenyl)methyl)-3-methylimidazolium) tetrafluoroborate]을 사용하였으며, 이는 문헌 Lee, Y.S. et al., (2002) Bull. Korean Chem. Soc., 23, 1833 의 기재된 내용을 응용하여 직접 합성하여 사용하였다.
이에 따라 제조된 은나노선의 직경은 70±5 nm, 길이는 20±5 ㎛이었으며, 은나노선 생성율은 81 wt%이다.
실시예 1 내지 실시예 3 에 따라 제조된 은나노선의 SEM 이미지를 도 2 내지 도 4에 나타내었다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 은나노선을 제조하되, 이온성 액체인 BMIM-BF4 , 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질인 KBr, 3가 철 촉매인 FeCl3를 사용하지 않았다.
이에 따라 제조된 은나노선의 직경은 110±5 nm, 길이는 10±5 ㎛이었으며, 은나노선 생성율은 79 wt%였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 은나노선을 제조하되, 이온성 액체인 BMIM-BF4 , 3가 철 촉매인 FeCl3를 사용하지 않았다.
이에 따라 제조된 은나노선의 직경은 66±5 nm, 길이는 17±5 ㎛이었으며, 은나노선 생성율은 75 wt%였다.
실시예 및 비교예에 따라 제조된 은나노선의 특성 비교
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 은나노선의 특성을 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.
직경(nm) 길이(㎛) 생성율(wt/%)
실시예1 60±5 20±5 82
실시예2 62±5 18±5 81
실시예3 64±5 19±5 79
실시예4 70±5 20±5 81
비교예1 110±5 10±5 79
비교예2 66±5 15±5 75
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 은나노선은 비교예에 따라 제조된 은나노선의 특성과 비교하여 볼 때, 직경, 길이 및 반응 전구체 대비 은나노선 생성율에 있어 대체로 높고, 은나노선의 종횡비가 더 우수한 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (16)

  1. 폴리올 용매에 이온성 액체, 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질 및 3가 철 촉매를 혼합, 가열하는 단계(단계 a);
    상기 단계 a를 거친 용액에 시드를 첨가하는 단계(단계 b); 및
    상기 단계 a와 별도의 폴리올 용매에 은염을 용해시킨 용액을 상기 단계 b를 거친 혼합용액에 첨가하여 은나노선을 얻는 단계(단계 c);를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 c 이후,
    3가 철 촉매와 이온성 액체를 회수하는 단계(단계 d); 및
    상기 은나노선을 정제 및 수득하는 단계(단계 e);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올 용매는,
    에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세롤으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 a는,
    상기 폴리올 용매에 분산 안정제인 폴리비닐피롤리돈을 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 a의 가열은,
    160~170℃의 온도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이온성 액체는,
    하기 화학식 1로 표시되는 단분자 이미다졸륨 유도체, 하기 화학식 2로 표시되는 단분자 피리디늄 유도체 및 하기 화학식 3으로 표시되는 고분자 이미다졸륨 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
    (화학식 1)
    Figure pat00007

    여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온임.

    (화학식 2)
    Figure pat00008

    여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온임.

    (화학식 3)
    Figure pat00009

    여기서, R은 수소(-H) 또는 알킬기이고, X-는 음이온이며, m= 1~12, n= 0~12 임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이온성 액체의 음이온(X-)은,
    Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, CF3SO3 -, CF3COO-, CH3SO4 - 및 (CF3SO2)2N- 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 3가 철 촉매는,
    FeCl3인 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 b의 시드는,
    염화은인 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 c는,
    160~170℃의 온도에서, 1~2시간 동안 교반하여 은나노선을 얻는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 은염은,
    AgNO3, Ag(CH3COO)2 및 AgClO4 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 단계 d에서 회수된 3가 철 촉매와 이온성 액체는,
    세척 및 건조하여 은나노선 제조에 재활용되는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 단계 d는,
    아세틸레이션 반응을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 단계 e는,
    증류수와 아세톤을 가하여 정제하고, 원심분리에 의해 은나노선을 최종 수득하는 것을 특징으로 하는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법.
  15. 폴리올 용매에 이온성 액체, 할로겐 음이온을 갖는 이온결합물질 및 3가 철 촉매 및 시드를 포함하는 혼합용액과, 별도의 폴리올 용매에 은염을 용해시킨 용액을 상기 혼합용액에 첨가하여 은나노선을 얻는 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 방법에 따라 제조된 은나노선.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 은나노선은,
    직경 35~100 nm, 길이 10~50 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 은나노선.
KR1020110138571A 2011-12-20 2011-12-20 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선 KR20130071198A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110138571A KR20130071198A (ko) 2011-12-20 2011-12-20 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110138571A KR20130071198A (ko) 2011-12-20 2011-12-20 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130071198A true KR20130071198A (ko) 2013-06-28

Family

ID=48865774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110138571A KR20130071198A (ko) 2011-12-20 2011-12-20 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130071198A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104313687A (zh) * 2014-07-16 2015-01-28 浙江坦福纳米科技有限公司 一种细径高长径比银纳米线的制备工艺
CN104690294A (zh) * 2015-03-27 2015-06-10 严锋 高长径比银纳米线的制备方法及用该方法制备的银纳米线
CN110560705A (zh) * 2019-10-29 2019-12-13 哈尔滨工业大学 一种利用铁离子控制水热合成银纳米线的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104313687A (zh) * 2014-07-16 2015-01-28 浙江坦福纳米科技有限公司 一种细径高长径比银纳米线的制备工艺
CN104313687B (zh) * 2014-07-16 2017-01-18 浙江坦福纳米科技有限公司 一种细径高长径比银纳米线的制备工艺
CN104690294A (zh) * 2015-03-27 2015-06-10 严锋 高长径比银纳米线的制备方法及用该方法制备的银纳米线
CN110560705A (zh) * 2019-10-29 2019-12-13 哈尔滨工业大学 一种利用铁离子控制水热合成银纳米线的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101111338B (zh) 金属微粒、其制造方法和含有该微粒的组合物以及其用途
US9908178B2 (en) Method for preparing ultrathin silver nanowires, and transparent conductive electrode film product thereof
JP5611220B2 (ja) イオン性液体を用いた金属ナノワイヤの製造方法
KR101448361B1 (ko) 공중합물 캡핑제를 이용한 은 나노와이어 제조방법
TWI696713B (zh) 銀奈米線以及使用該銀奈米線的印墨
US20150321257A1 (en) Method for manufacturing silver nanowires using ionic liquid
KR20110071526A (ko) 은 나노와이어 및 그 제조방법 및 이를 이용한 투명도전막
KR20120115298A (ko) 구리 나노와이어의 성장을 위한 조성물 및 방법
CN107000065B (zh) 银纳米线的制造方法、通过该方法得到的银纳米线及含有该银纳米线的墨
TW201734215A (zh) 金屬奈米線之製造方法
JP2013139589A (ja) 銀微粒子及びその製造法並びに該銀微粒子を含有する導電性ペースト、導電性膜及び電子デバイス
KR20130071198A (ko) 재활용 촉매 및 이온성 액체를 이용한 은나노선 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 은나노선
KR20140103601A (ko) 은 나노와이어 제조방법
KR20120129451A (ko) 은 나노선 제조용 조성물, 은 나노선의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 은 나노선
KR101554927B1 (ko) 은 나노와이어 제조방법 및 이를 이용한 투명전극
TW201641523A (zh) 銀奈米線與基於（甲基）丙烯酸酯之封端劑的合成
KR20140104935A (ko) 은 나노와이어 제조방법
CN109400633B (zh) 金纳米团簇及其高产率制备方法
KR101283984B1 (ko) 돌기를 가진 은 나노선 및 이의 제조 방법
KR20150010120A (ko) 은 나노와이어의 제조방법
KR20150097152A (ko) 은 나노와이어 제조방법
CN113649558A (zh) 一种纳米银线及其制备方法
KR20180098973A (ko) 고압수열합성법을 이용하여 은 나노와이어를 제조하는 방법 및 이를 이용한 투명 전도성 전극 필름
KR20130014278A (ko) 나노 와이어 및 이의 제조방법
KR101327074B1 (ko) 나노 와이어 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right