聚乙烯基银颗粒膜的制备与沉积动力学

发布时间：2020-07-24 22:06

【摘要】：聚合物基银纳米颗粒薄膜可广泛应用于多种领域,如生物医用材料、食品包装材料、功能织物、具有高反射率与电导率的功能薄膜等。然而,使用化学镀的方法在聚乙烯基体上制备银颗粒膜以及化学镀银动力学的相关研究却比较少。因此,本文采用简单易行的化学镀工艺在聚乙烯基体上制备了银颗粒薄膜,并且详细研究了银颗粒膜的沉积动力学。本文详细介绍了聚乙烯基银颗粒膜的制备过程,其包括聚乙烯基体的预处理以及化学镀银两个部分。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析等技术对聚乙烯基银颗粒膜进行了表征。结果表明,银颗粒薄膜通过氧化还原反应沉积在聚乙烯基体上。通过分析不同工艺参数下银的沉积量与沉积速率随时间的变化,详细研究了聚乙烯基银颗粒膜的沉积过程。研究结果表明,不同工艺参数下,银沉积量随时间变化的曲线成“倒S”形;而银沉积速率随时间的变化曲线成“山峰”形。根据银沉积速率随时间的变化曲线,可以将银颗粒膜的沉积过程分为三个阶段,即孕育期、加速期和减速期。随着硝酸银、酒石酸钾钠浓度或者反应温度的提高:在相同镀银时间下,银的沉积量会逐渐增加;在银的沉积速率达到最大值之前,银的沉积速率逐渐增大;银的沉积速率达到最大值所需的时间逐渐减少。采用“半球面自催化沉积动力学模型”解释了聚乙烯基银颗粒膜的沉积过程,相关实验结果与模型吻合。通过研究化学镀银中各种反应物的浓度以及反应温度对银沉积速率的不同影响,分析了银颗粒膜的沉积动力学,确定了化学镀银反应的速率方程以及表观活化能。最后,针对预处理工艺存在的一些问题,对其进行了探索与优化,提出了一种简单易行、成本低廉的新工艺。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.2
【图文】：

示意图,聚乙烯基,银颗粒,化学镀银

华中科技大学硕士学位论文3 聚乙烯基银颗粒膜的制备3.1 引言由于聚乙烯表面不具有催化活性，在其进行化学镀银之前，需要对其进行一定的预处理，这对于非金属材料的化学镀银是不可或缺的，否则后续的化学镀银将无法顺利进行。因此，聚乙烯基银颗粒膜的制备过程主要分为两步：聚乙烯基体的预处理以及化学镀银。图 3-1 为制备过程的流程示意图。其中，预处理步骤主要包括机械粗化，除油，敏化与活化。

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华中科技大学硕士学位论文方向，直至打磨的面的所有区域产生均匀分布的划痕。然后按照同样的方法打磨基体的其他面。图 3-2 是聚乙烯基体粗化前后的 SEM 照片，如图 3-2a 所示，机械粗化之前，聚乙烯基体表面比较平滑，而通过机械粗化对聚乙烯基体进行表面改性后（图 3-2b）基体表面产生了较深的沟壑，这样可以大大增加基体的表面积，从而在后续工艺中增加表面活化位点的个数，促进化学镀银反应的顺利进行，并且，聚乙烯基体表面形成了明显的沟壑，可以与银镀层形成机械咬合，从而大大提高银膜与基体的结合力。

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这样可以大大增加基体的表面积，从而的个数，促进化学镀银反应的顺利进行，并且，聚乙可以与银镀层形成机械咬合，从而大大提高银膜与图 3-2 聚乙烯基体粗化前（a）后（b）的 SEM 照片 SEM images of PE substrate before (a) after (b) mechanical ro

【参考文献】