纳米银颗粒及表面包裹对纳米材料光电性能的影响

发布时间：2020-06-18 12:40

【摘要】：银材料具有良好的导热性和导电性,特别是纳米尺寸的银颗粒具有表面等离子激元共振效应,可以增强表面拉曼散射、表面荧光和催化活性等特点,在多个领域有广泛应用。因此,可以通过纳米银颗粒表面包裹,制备复合纳米材料,例如纳米银包裹的碳纳米管(CNTs)、纳米银包裹的聚苯乙烯微球(PS)等复合材料,可以增强基体纳米材料的光电性能。本文以硝酸银为银源,采用化学还原法制备出了小尺寸、高固含量的银墨水以及纳米银颗粒包裹碳纳米管材料(CNTs@Ag)、纳米银颗粒包裹聚苯乙烯球(PS@Ag)等,应用于柔性印刷电路的3D-P打印、光电催化、冷阴极场发射等领域。研究工作采用了原位化学还原法制备了纳米银颗粒及其包裹层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis),红外光谱(IR),四探针等测试方法对产物的形貌、结构、电性能等进行了分析,获得了银包裹层可控制备工艺。研究结果表明,一步法制备的纳米银颗粒导电墨水尺寸可以均匀控制在20nm,固含量达14%。经200℃烧结后,薄膜电阻最低为17 mΩ/□,为纳米银墨水在柔性电路中的应用奠定了基础。在碳纳米管表面包裹纳米银颗粒层后,复合场发射阴极的性能提升最为明显,阈值电场最低仅为0.36v/μm。研究可控制备了表面银颗粒包裹的PS微球,PS@AgNPs材料具有明显的光催化性能,90min内对罗丹明b的降解率达到了49%。总体而言,经纳米银颗粒包裹后纳米基底材料的性能会提升和改变,提升其应用价值。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1
【图文】：

形貌,摩尔比,形貌,产物

2018 年华东师范大学硕士学位论文径不超过 50 纳米的球形纳米银颗粒。当 AgNO3的浓度低于 1mol/L 时，银颗粒的粒径约为 20 纳米，产物形貌均匀；增加 AgNO3浓度至 1.3 mol/L 以上时，球形纳米颗粒的尺寸逐渐增大，均匀度逐渐降低，粒径最大可达到 40 纳米以上。(a)(b)

粒径分布,摩尔比,银颗粒,粒径分布

图 2.3.1-2 C12H24O2与 AgNO3的摩尔比为 0.45，N2H4与 AgNO3的摩尔比为0.3 时，不同 AgNO3浓度条件下的纳米银颗粒粒径分布图。Fig 2.3.1-2 Dimension distribution range of AgNPs when molar concentrationratio of C12H24O2/AgNO3is 0.45, N2H4 H2O/AgNO3is 0.3,respectively:（a）0.65mol/L;(b) 1 mol/L;(c) 1.3 mol/L;(d) 1.8 mol/L；为了进一步分析产物的粒径分布情况，做出了纳米银粒径分布的百分比图，如图 2.3.1-2。产物粒径均匀度随着 AgNO3含量的增加而下降。当 AgNO3含量较低，低于 1mol/L 时，纳米银颗粒粒径分布较均匀，76%的银颗粒粒径为 10~20纳米，20%分布在 20~30 纳米之间，其他尺寸的银颗粒尺寸含量极少。当 AgNO3浓度增加至 1 mol/L 后，产物粒径变大，产物中 35%粒径为 20~30 纳米。同时，粒径分布区域变宽，小于 10 纳米的颗粒含量增加到 4%。当 AgNO3浓度增加到1.3mol/L 以上后，产物中出现了直径 30 纳米以上的银颗粒，且大尺寸银颗粒的

【参考文献】