银纳米线的制备及其在柔性导电膜中的应用

摘要

银纳米线（AgNWs）不仅具有良好的导电性能，而且由于其表现出的小尺寸效应、量子效应、高比表面效应而具有独特的光学、电学、生物学等特性，近年来引起研究者们广泛的关注。随着电子产品朝小型化、轻便化和薄型化方向的发展，以及越来越多柔性电子设备的问世，传统硬质衬底材料的透明导电膜的应用受到了很大的限制。本文将银纳米线和传统聚合物结合，制得的柔性导电膜，不仅具有了传统导电膜的导电性和透光性，也具有了聚合物特有的柔韧性，表现出替代传统硬质导电膜的良好潜力。
　　本文采用多元醇还原法制备得到具有高长径比的银纳米线，研究了银纳米线的生长过程以及生长机制。并探讨了不同制备工艺参数对银纳米线的影响，重点研究了反应气氛、还原剂种类、AgNO3的浓度、PVP的分子量及其与 AgNO3的浓度比、成核控制剂、反应温度和时间等工艺参数对银纳米线形貌和结构的影响，得到了乙二醇体系下制备银纳米线的最佳实验方案。本文对所得银纳米线的形貌和结构进行了系统的表征。研究表明，产物为具有面心立方结构的纯金属银，结晶度好且尺寸形貌均匀，长度为15-20μm，直径在60-80 nm。按此方案进行放大制备，得到的银纳米线形貌尺寸良好，可见该方案稳定高，可重复性强，具有量产的可能。
　　本文选用三种不同基底材料制备银纳米线柔性导电膜：转移法制备了AgNWs-PVA膜，喷涂法制备了AgNWs-PET膜，真空过滤法制备了AgNWs-MCE膜。详细研究了不同工艺过程的影响，并对比三种柔性导电膜的光电性能、柔性以及表面粘附力。三种导电膜柔性比较好，其中AgNWs-PVA膜和AgNWs-MCE膜光电性能优异，粘附力强，但是受环境因素的影响较大。AgNWs-PET膜性能稳定，有良好的光电性能，但是膜表面的粘附力较差。喷涂法制备柔性导电膜具有低成本、大面积、高效率等特点，如果能够进一步提高 AgNWs在PET基材上的粘附力，将有望实现更广阔的应用。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 Ag纳米线的性能与应用及其制备

1.3 柔性导电膜的研究及应用前景

1.4 本文的主要研究内容

第2章 实验原料仪器及研究方法

2.1 主要的实验药品及试剂

2.2 主要的实验仪器及设备

2.3 Ag纳米线及柔性导电膜的制备

2.4 表征技术及方法

第3章 Ag纳米线的制备及其生长过程的研究

3.1 引言

3.2 Ag纳米线的生长过程及机理的研究

3.3 制备工艺参数对产物结构和形貌的影响

3.4 Ag纳米线的放大试验

3.5 本章小结

第4章 Ag纳米线柔性导电膜的制备及性能研究

4.1 引言

4.2 转移法制备AgNWs-PVA柔性导电膜

4.3 喷涂法制备AgNWs-PET柔性导电膜

4.4 抽滤法制备AgNWs-MCE柔性导电膜

4.5 三种导电膜柔韧性的对比

4.6 三种导电膜粘附力的对比

4.7 本章小节

结论

参考文献

声明

致谢