TW201430923A - 氧化穩定度增強之金屬奈米粒子及其製備方法 - Google Patents

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Young-Woo Kim
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Abstract

本發明提供金屬奈米粒子，可承受低溫裂解，且藉由對於金屬奈米粒子進行配位體交換反應、並接續地通過與甲酸之反應而修飾金屬奈米粒子之表面、而具有增強的氧化穩定性。由經甲酸之表面修飾反應而形成於金屬奈米粒子表面上的甲酸鹽可去除已經氧化的金屬粒子，且更防止表面上進一步的氧化。特別地，由於本發明可使用相對低價且易於氧化之金屬，故本發明亦提供低成本之金屬奈米粒子。

Description

氧化穩定度增強之金屬奈米粒子及其製備方法
本發明係有關於一種金屬奈米粒子及其製備方法，其中金屬奈米粒子的表面係經過處理以增強氧化穩定度。
由於透明導電電極(Transparent Conductive Electrodes,TCEs)在於觸控面板、平板顯示器、其他光電元件、和相似者上之應用，透明導電電極之重要性係日益增加。近日，在有機太陽能電池或類似的領域中，銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide,ITO)是最為廣泛地被使用作為透明電極之材料。然而，此種銦錫氧化物為塑膠材料，因而容易損壞且易於因彎折而撓曲。因此，當在高分子基板(polymeric substrate)上塗佈銦錫氧化物膜時，具有當基板彎折時銦錫氧化物膜便損壞的問題。此外，最重要的是，由於銦的稀少，使得銦之價格持續增加，而亦需面對銦錫氧化物之供給問題。
近日，作為用以解決此類銦錫氧化物之問題的方法，已提及多種可作為可撓性透明電極、並且可取代銦錫氧化物 之材料，特別是隨著導電性高分子或奈米科技之進步下，具有優異的光電性質之金屬奈米結構，如碳奈米管(carbon nanotubes)、石墨烯(grapheme)、與金屬奈米線(metal nanowire)、或金屬奈米粒子(metal nanoparticles)。
金屬奈米粒子係製備成為一種類型的導電性油墨(conductive ink)，且再通過製備噴墨(inkjet)或其他類似之製程而用以製備電極。此類金屬奈米粒子可包括金、銀、鉑、銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、和錳之粒子。在上述金屬粒子中，相較於貴金屬奈米粒子，銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、錳之粒子的生產較為便宜，但其中這些粒子卻具有低氧化穩定性之問題。
特別地，銅的價格便宜且具有絕佳的導電性。然而，若銅存在於奈米粒子之狀態，其表面很容易氧化且導電性大幅地降低，因而難以使用銅作為導電性油墨。此外，為了防止表面氧化而使用抗氧化劑可能亦會造成導電性之下降之問題。再者，目前導電性油墨主要以銀作為奈米粒子，價格相當昂貴，並且近日銀之價格更劇烈地增加。因此，迫切需要相對低價且能夠確保高導電性的替代性材料。
同時，對於製備金屬奈米之製程而言，粒子是否會發生聚集(aggregation)以及粒子尺寸是否可在控制下呈均勻為關鍵。因此，對於提供增進氧化穩定度與電物理特性之金屬奈米粒子的努力仍在持續，其中使用相對低價的金屬且亦控制金屬奈米粒子之粒子尺寸。
本發明係關於氧化穩定性增強與優異的導電性之金屬奈米粒子。本發明亦關於金屬奈米粒子，其中使用相對低價的金屬以製備金屬奈米粒子；提供一種與在低燒結溫度(sintering temperature)分解(decomposed)的一配位體(ligand)結合之類型；以及有利於製程之金屬奈米粒子。又，本發明係關於具有受控制的粒子尺寸之金屬奈米粒子。
此外，本發明關於製備金屬奈米粒子之方法，其中根據該方法，易於控制粒子尺寸、氧化穩定性增強、以及所製備之金屬奈米粒子具有低溫裂解(pyrolysis)特質。
根據本發明之一方面，提供金屬奈米粒子，其中芯金屬(core metal)結合於極性配位體(polar ligand)，且亦藉由甲酸(formic acid)修飾表面。
較佳地，芯金屬為銅粒子、鎳粒子、鐵粒子、鈷粒子、鋅粒子、鉻粒子、或錳粒子。
較佳地，芯金屬係由金屬前驅物所製備，該金屬前驅物如下述化學式所示：[化學式1]M-R m
在化學式1中，M代表銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、 或錳，m代表1至5，R代表(此處，X代表氫、具有1至6個碳原子之烷基(alkyl group)、或鹵素(halogen)，且n代表0至23的整數)，以及複數個R可為相同或不同。
較佳地，極性配位體為吡啶(pyridine)。
較佳地，金屬奈米粒子包括一形成於其表面上的金屬甲酸鹽(metal formate)。
較佳地，金屬奈米粒子之燒結溫度為150至250℃。
根據本發明之另一方面，提供一種製備金屬奈米粒子之方法，其中該方法包括：藉由溶解金屬前驅物而製備反應溶液，該金屬前驅物在覆蓋劑(capping agent)中作為金屬奈米粒子之前驅物，該金屬前驅物由下述化學式所示，且再將反應溶液於250至350℃之反應溫度下進行反應達1至4小時以製備金屬奈米粒子；進行金屬奈米粒子之配位體交換反應(ligand-exchange reaction)從而製備為極性配位體；以及將經過配位體交換之金屬奈米粒子與甲酸反應：[化學式1]M-R m
在化學式中，M代表銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、或錳，m代表1至5，R代表(此處，X代表氫、具 有1至6個碳原子之烷基、或鹵素，且n代表0至23的整數)，以及複數個R可為相同或不同。
較佳地，覆蓋劑為具有4至18個碳原子的烷基的胺類。
較佳地，在反應溶液中之前驅物之濃度為30至60毫莫耳之該前驅物/50毫升覆蓋劑。
較佳地，前驅物為異辛酸銅(Copper(II)bis(2-ethylhexanoate))。
較佳地，製備金屬奈米粒子之反應係在惰性氣氛或還原氣氛之下進行。
較佳地，配位體交換反應係在非超音波震盪法(non-ultrasonic sonication)、與惰性氣氛或還原氣氛之下進行。
藉由以下配合附圖對於本發明範例性的實施例所進行的詳細說明，本發明之上述及其他目標、特徵與優點，對於本領域中具有通常知識者而言將變得更為明確。
第1圖繪示本發明之製備金屬奈米粒子之製程。
第2圖為繪示本發明之實施例中用以製備芯金屬粒子之反應器。
第3A圖顯示比較在實施例中配位體交換反應前後所製備之 粒子之掃描式電子顯微鏡(SEM)照片。
第3B圖顯示比較在比較例中配位體交換反應前後所製備之粒子之掃描式電子顯微鏡(SEM)照片。
第4A圖顯示在實施例中最終所得之金屬奈米粒子之X光繞射(XRD)照片。
第4B圖顯示在實施例中製備製程期間所得之芯金屬粒子之X光繞射(XRD)照片。
以下將參照附圖，對於本發明的實施例進行詳細的描述。雖然本發明以其實施例進行揭露與描述，本發明所屬技術領域中具有通常知識者將能夠清楚的了解到，在不脫離本發明之精神和範圍內，可作各種之更動與潤飾。
本發明提供金屬奈米粒子，其中芯金屬粒子與極性配位體結合，且亦藉由甲酸修飾金屬奈米粒子之表面。如一實施例，金屬奈米粒子具有金屬/金屬甲酸鹽(metal/metal formate)之芯-殼(core-shell)結構。
可使用銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、和錳之粒子作為組成芯粒子之金屬，其氧化穩定性特別地低。在這些金屬粒子形成為奈米粒子的製程中，首先，將上述粒子與極性配位體結合，並再與甲酸反應，以製備在表面上形成金屬甲酸鹽之形式的奈米粒子。亦即是，藉由以極性配位體和甲酸形式的極性配位體環繞易於氧化之金屬粒子的表面，粒子之氧化穩定性便增加。
極性配位體之功能為誘導芯金屬粒子與甲酸之反應，以順利進行。此外，極性配位體允許低溫裂解(pyrolysis)，可使用具有相對低分子量之配位體。在實施例中，本發明所使用之極性配位體為吡啶(pyridine)，如第1圖所繪示。吡啶之沸點(B.P.)為115.2℃。因此，相較於使用如油胺(oleylamine)(沸點364℃)為配位體之案例而言，在使用吡啶的案例中，可在顯著地低溫下進行裂解。於是，對於本發明之金屬奈米粒子，當應用於產物時，可在150至250℃的溫度之下進行燒結(sintering)。
根據本發明，吡啶係作為極性配位體之一個例子。然而，本發明並非限定於此，且只要金屬粒子與甲酸之反應易於進行，並可在低溫之下進行裂解，便可無限制的使用所有的極性配位體。
在本發明中，為了製備芯金屬粒子，使用具有如下列化學式所示之結構的金屬前驅物：[化學式1]M-R m
在化學式1中，M代表銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、或錳，m代表1至5，R代表(此處，X代表氫、具有1至6個碳原子之烷基(alkyl group)、或鹵素(halogen)，且n代表0至23的整數)，以及複數個R可為相同或不同。
前驅物係為對於所使用之溶劑具有高溶解度之材料。因此，藉由使用此前驅物讓用以合成的反應溶液易於製備。在本發明中，前驅物溶解於覆蓋劑(capping agent)中，覆蓋劑為製備反應溶液的溶劑。亦即是，反應溶液係完全地藉由直接在覆蓋劑中溶解前驅物而製備，並未使用另外的(separate)溶劑。覆蓋劑令前驅物被還原以製備一種形式的金屬奈米粒子，並再藉由包覆形成的奈米粒子之周圍以作為穩定粒子的功能。此外，覆蓋劑之功用係作為抑制所製備之金屬奈米粒子的氧化。為達成此功用，較佳的是覆蓋劑具有適合的鏈長(chain length)。因此，找尋適合金屬前驅物之覆蓋劑係為重要。本發明中使用胺類(amine)作為一種覆蓋劑。較佳的是，胺類具有4至18個碳原子的烷基。本發明中，較佳地，可使用丁胺(butylamine)、辛胺(octylamine)、十二胺(dodecylamine)、油胺(oleylamine)、與類似物作為一種覆蓋劑。更加地，使用油胺作為一種覆蓋劑。油胺係一種脂肪酸(fatty acid)的油酸(oleic acid)之胺類，並具有相對大的分子量，因而當油胺與金屬奈米粒子結合時，可在粒子之表面上形成一個層(layer)。因此，該層防止外部氧氣散逸至金屬奈米粒子的芯之中，從而增加金屬奈米粒子之氧化穩定性。此外，與金屬奈米粒子所結合之油胺令奈米粒子易於在有機溶劑中分散。
由於本發明所使用之金屬前驅物對於覆蓋劑具有高溶解度，可藉由將金屬前驅物溶解於覆蓋劑中以製備反應溶液，而無需另外的溶劑，並且亦可控制前驅物在反應溶液中之濃度， 以製備具有所需的合適粒子尺寸之奈米粒子。藉由在覆蓋劑中溶解前驅物，較佳地，前驅物的濃度為30~60毫莫耳之前驅物/50毫升之覆蓋劑。當前驅物所使用之濃度小於30毫莫耳之前驅物/50毫升之覆蓋劑，粒子之尺寸為大且粗(rough)，並且也不具有優異的均勻度。另一方面，當前驅物之濃度超過60毫莫耳之前驅物/50毫升之覆蓋劑，高濃度之前驅物皆一起在反應之中，並從而具有聚集(aggregation)之潛在性。因此，當前驅物之濃度是合適的，可控制粒子尺寸，並亦可製備具有均勻的粒子尺寸之奈米粒子。
前驅物有利於獲得奈米粒子。當使用現有的前驅物，例如是配位體銨鹽(ammonium ligand salt)，會產生粒子之聚集，並從而難以獲得奈米粒子之形式。甚至是對於此種合成方法，可以確認的是，當使用本發明之前驅物時並不會產生聚集，且亦可維持粒子的形式，從而獲得奈米粒子作為最終產物。
藉由在覆蓋劑中溶解前驅物而製備反應溶液、在提高反應溶液之溫度至一特定溫度後、利用將反應溶液反應一特定時間之方法，可使前驅物製備為奈米粒子之形式。此外，通過反應溫度或時間之控制，可輕易地控制奈米粒子之粒子尺寸與粒子尺寸之分布。較佳的是將反應溶液之溫度增加至250至350℃，且再於此溫度下進行反應達1至4小時。當反應在小於250℃之溫度下進行，則所製備的粒子之粒子尺寸之分布並不均勻。另一方面，當反應在高於350℃之高溫下進行，會產生粒子之聚集。 此外，當反應進行小於1小時，具有較佳尺寸之粒子並不會產生出所需的數量。相對的，當反應在大於4小時之長時間下進行，會產生粒子之聚集。此外，當反應時間更長，粒子之整體尺寸可能會增加。
同時，較佳的是，對於反應期間，反應器(reactor)維持在真空氣氛、還原氣氛、或惰性氣體氣氛之下。當在空氣氣氛(air atmosphere)之下進行反應時，金屬奈米粒子會氧化。因此，為了控制空氣所致之金屬氧化並亦促進反應期間金屬之還原，較佳的是維持在氮氣(N2)吹洗(purging)之狀態下進行合成。可以確定的是，氧化控制(oxidation-controlled)的奈米粒子，其電物理特性受到了改善。
如第2圖所示之一實施例，具備藉由上述方法而控制其粒子尺寸的粒子具有由覆蓋劑誘導而用非極性配位體與芯金屬結合、且然後用覆蓋劑將芯金屬圍繞之結構。
接著，為了將粒子與極性配位體進行反應以製備本發明之金屬奈米粒子，進行如第1圖所示之配位體交換(ligand-exchange)反應。
較佳地，配位體反應係在惰性氣氛或還原氣氛中進行。為了防止芯金屬可能在反應期間發生氧化而進行配位體交換反應。此外，較佳的是不進行一般為了在反應期間防止粒子之聚集的超音波震盪法(ultrasonic sonication)，以便可防止粒子之粉碎(grinding)，並且可維持已經從金屬前驅物與覆蓋劑反應而獲得的 粒子之可結晶性(crystallizability)。
藉由配位體交換反應而先得到圍繞於芯金屬之表面的非極性配位體係與極性配位體進行交換。配位體之交換讓芯金屬表面由非極性表面成為極性表面，且從而有益於接續經由甲酸的表面修飾。此外，使用相較於覆蓋劑具有相對低分子量的極性配位體，可能有利於在接續製程中於低溫下進行裂解。因此，對於本發明之金屬奈米粒子，當將奈米粒子成為產物時，可在約150至250℃作為燒結溫度之下進行燒結，且因而就製程而論相較於普遍地用300℃或更高的高溫燒結是有利的。
根據藉由下列反應式作為一實施例所代表之反應機制，將用以表面修飾反應的甲酸與處於表面氧化的形式下之金屬反應，從而形成金屬甲酸鹽：反應式1 CuO+2HCOOH → Cu(HCOO)2+H2O
從而形成的甲酸鹽防止內部金屬被氧化。亦即是，通過甲酸的表面修飾反應允許去除已經形成於金屬表面上的氧化形式，並亦在金屬粒子之表面上形成阻擋層(blocking layer)以便不再產生氧化。由於此原因，金屬奈米粒子之氧化穩定度係增強。
對於經由上述製程所獲得的金屬奈米粒子，首先藉由覆蓋劑防止氧化；透過配位體交換反應，表面配位體與具有低溫裂解特質的配位體交換；並且接著用甲酸修飾所形成的表面以 在表面上形成金屬甲酸鹽。由於此原因，金屬奈米粒子具有低溫裂解特質與氧化穩定度。
在下文中，將參照實施例更詳細地解釋本發明。然而，由於實施例只用以促進本發明之理解，應理解的是本發明並不限定於實施例。
實施例 (1)芯金屬粒子之製備
如第2圖所示，秤量14.2克之異辛酸銅(Copper(II)bis(2-ethylhexanoate))，並加入作為反應器的三口圓底燒瓶(3-neck round-bottom flask)中，且再使用塑膠注射器(syringe)將50毫升之油胺注射到反應器中。將攪拌桿(stirring bar)放置於反應器中，將油脂(grease)塗抹於反應器及三口(3-neck)的蓋子(cover)以連接於夾子，並且將中間的口連接於冷凝管(condenser)。冷凝管之頂部連接於真空管線(vacuum line)，且將油脂塗抹於所有的連接部分以防止洩漏。
將反應器固定於加熱板(hot plate)，然後在150℃與500每分鐘轉速(rpm)下攪拌在反應器中的反應溶液以溶解反應物。此時，反應溶液具有深藍色。
接著，為了去除來自反應溶液的水，重複的在反應器內以上述溫度(在加熱板上(150℃))施予真空與氮氣達30分鐘。
將反應器移至反應前便已預熱之加熱包(heating mantle)以開始升高溫。此時，在移動反應器期間，用鋁箔或類似 物包覆反應器以最大地防止熱釋出。在氮氣氛之下緩慢地攪拌(500每分鐘轉速)在反應器中的反應溶液而增加其溫度至250℃達20分鐘。從那時起，以反應溶液內部溫度為250℃進行反應達1小時。從達到250℃的點開始進行反應達1小時。
隨著反應時間的進行而產生氣體。此時，利用注射器去除所產生的氣體。1小時之後反應停止，並再自然地冷卻。反應完成之後，反應溶液轉變為深褐色。
完成反應之後，將10毫升的己烷直接加入反應溶液中以稀釋反應溶液，並再攪拌達10分鐘。將10毫升已稀釋的反應溶液、5毫升己烷、與20毫升異丙醇(Isopropyl Alcohol,IPA)加入離心管(具有40毫升之體積)，並再用漩渦攪拌器(vortex)充分地混合。將混合溶液在10000每分鐘轉速/5分鐘之下進行離心以得到產物粒子。
(2)配位體交換反應
在70毫升小玻璃瓶(vial)中混合50毫升吡啶與1公克聚乙烯四氫咯酮(Polyvinylpyrrolidone,PVP)，在加熱至80℃時以300每分鐘轉速攪拌。此時，由於一次便加完聚乙烯四氫咯酮時可能會有聚集現象，故加入小量的聚乙烯四氫咯酮並溶解。當聚乙烯四氫咯酮完全溶解，便製備出50毫升之溶液，並將10毫升己烷注射到設置有舒倫克線(schlenk line)的三口反應器，且再將1公克的銅奈米粒子粉末加入其中。為了防止在反應期間氧化，維持8×10-2托(torr)之真空達30秒，且在流速500立方公分 /分鐘(cc/min)下注射氬氣(argon gas)達3分鐘，並分別地重複5次，以去除在反應器內之氧氣與殘留的水。從此之後，在將氬氣之流速固定在500立方公分/分鐘的狀態下將反應溶液加熱至80℃，且在450每分鐘轉速或以上攪拌以反應。在加熱至80℃的3小時之後，讓反應溶液自然地冷卻，且再更加反應達12小時或更長時間。從此之後，將10毫升甲醇(MeOH)注射至反應器以清洗粒子並維持穩定的分布狀態，且再攪拌達5分鐘。在收集反應完全的反應溶液之後，將反應溶液與甲醇以反應溶液：甲醇=1：2之比例混合，然後利用超高速離心裝置(ultracentrifugation device)回收粒子。重複上述製程兩次以清洗未反應的聚乙烯四氫咯酮並去除油胺(OLA)。
(3)藉由甲酸進行表面修飾反應
為了製備用以形成甲酸鹽殼(formate shell)之溶液，將50毫升乙腈與120微升(μl)甲酸加入70毫升玻璃瓶，攪拌並混合。將所製備出的溶液加至設置有舒倫克線的三口反應器，且再加入經過配位體交換之1公克的粒子。從此之後，維持8×10-2托(torr)之真空達30秒，且在流速500立方公分/分鐘(cc/min)下注射氬氣(argon gas)達3分鐘，並分別地重複5次。然後，在將氬氣之流速固定在500立方公分/分鐘的狀態下攪拌反應溶液並反應達30分鐘。從此之後，將10毫升異丙醇(IPA)加入所製備之溶液，且再攪拌達5分鐘。從此，在收集所製備的溶液之後，將反應溶液與異丙醇以反應溶液：異丙醇=1：2之比例混 合，然後利用超高速離心裝置回收粒子。進行上述製程兩次以清洗剩餘的甲酸。最後，獲得具有球型的銅/銅甲酸鹽(Cu/Cu formate)之芯殼結構，具有100奈米或更小之平均粒子直徑。
比較例
藉由與實施例相同的方法製備金屬奈米粒子，除了在實施例的(2)之中，配位體交換反應係在空氣氣氛之下進行，並進行超音波震盪。
評估 1.粒子於配位體反應之前與之後的可結晶性之評估
利用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)分別地確認在實施例1中所獲得的芯金屬粒子以及在實施例2中於配位體反應之後所獲得的金屬奈米粒子。因此，從而得到如第3A圖所示的照片。可以確認的是，若在配位體交換反應之後，可維持粒子之可結晶性。
同時，利用掃描式電子顯微鏡確認在比較例中的製備過程中於配位體交換反應期間藉由進行超音波震盪所獲得之粒子。因此，從而獲得如第3B圖所示之照片。可以確認的是，當於反應期間進行超音波震盪使得粒子之可結晶性受到破壞。
2.金屬奈米粒子之氧化穩定性之評估
利用X光繞射(XRD)對在實施例中最終所獲得的金屬奈米粒子進行成分分析。結果如第4A圖所示。可以確認的是，由樣品所獲得的實驗數據與銅具有同樣的型態(pattern)，且並沒 有氧化銅(CuO)的波峰(peak)。因此，可以確認的是，在最終產物中防止了金屬的氧化。
另一方面，從X光繞射的實驗數據所獲得之關於由實施例1所得之粒子，可以確認的是有部分的氧化銅(CuO,Cu2O)波峰，如第4B圖所示。
由上述結果，可以確認的是，藉由經甲酸表面修飾之粒子的氧化穩定性係增加。
根據本發明，經由製備具有已控制粒子尺寸之金屬奈米粒子以及修飾奈米粒子之表面而改善氧化之穩定度，可實現優異的電物理特質。此外，本發明之奈米粒子就製程而言具有使用相對低成本金屬、與使用低燒結溫度以用作製備電極或相似物的優點。因此，本發明可用以發展奈米粒子油墨材料，具有為了防止氧化的金屬/金屬甲酸鹽之芯殼結構。
對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，顯然可在不脫離本發明之精神和範圍內，對前述的本發明範例性實施例作各種之更動與潤飾。因此，當此類更動與潤飾時，本發明涵蓋所有落在本發明申請專利範圍及其均等範圍內的更動與潤飾。

Claims (12)

  1. 一種金屬奈米粒子(metal nanoparticle)，其中一芯金屬(core metal)與一極性配位體(polar ligand)結合，且藉由甲酸(formic acid)修飾該芯金屬之一表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬奈米粒子，其中該芯金屬為銅粒子、鎳粒子、鐵粒子、鈷粒子、鋅粒子、鉻粒子、或錳粒子。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬奈米粒子，其中該芯金屬係由一金屬前驅物所製備，該金屬前驅物如下述化學式所示：[化學式1]M-R m 其中，M代表銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、或錳，m代表1至5，R代表，X代表氫、具有1至6個碳原子之烷基(alkyl group)、或鹵素(halogen)，且n代表0至23的整數，以及複數個R係相同或不同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之金屬奈米粒子，其中該極性配位體為吡啶(pyridine)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之金屬奈米粒子，其中該金屬奈米粒子包括一形成於其表面上的金屬甲酸鹽(metal formate)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之金屬奈米粒子，其中該金屬奈米粒子之一燒結溫度(sintering temperature)為150至250℃。
  7. 一種製備金屬奈米粒子之方法，該方法包括：藉由溶解一金屬前驅物而製備一反應溶液，該金屬前驅物在一覆蓋劑(capping agent)中作為該金屬奈米粒子之一前驅物，該金屬前驅物由下述化學式所示，且再將該反應溶液於250至350℃之反應溫度下進行反應達1至4小時以製備該金屬奈米粒子；進行該金屬奈米粒子之一配位體交換反應(ligand-exchange reaction)從而製備為一極性配位體；以及將經過該配位體交換之金屬奈米粒子與甲酸反應：[化學式1]M-R m 其中，M代表銅、鎳、鐵、鈷、鋅、鉻、或錳，m代表 1至5，R代表，X代表氫、具有1至6個碳原子之烷基、或鹵素，且n代表0至23的整數，以及複數個R係為相同或不同。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之製備金屬奈米粒子之方法，其中該覆蓋劑為具有4至18個碳原子的烷基的胺類。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之製備金屬奈米粒子之方 法，其中在該反應溶液中之該前驅物之濃度為30至60毫莫耳之該前驅物/50毫升之該覆蓋劑。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之製備金屬奈米粒子之方法，其中該前驅物為異辛酸銅(Copper(II)bis(2-ethylhexanoate))。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之製備金屬奈米粒子之方法，其中在該金屬奈米粒子之製備中，係在惰性氣氛(inert atmosphere)或還原氣氛(reducing atmosphere)之下進行反應。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之製備金屬奈米粒子之方法，其中該配位體交換反應係在非超音波噴霧(non-ultrasonic spray)、與惰性氣氛或還原氣氛之下進行。
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