PVP的混合分子量体系对AgNWs生长包覆的影响研究

发布时间：2021-07-23 06:28

　　近年来,AgNWs（Ag Nanowires）透明电极由于良好的导电性、优秀的韧性,作为氧化铟锡（ITO）的替代材料受到了广泛的关注,可以用于多种电子设备,如触摸屏、有机太阳能电池和显示器等。但是,在近年的透明电极应用中,低长径比所带来的雾度过高、导电性较差的缺陷使AgNWs不能广泛地推广,所以提高长径比是迫在眉睫的。本文采用一步多元醇法制备AgNWs,探究不同分子量的混合PVP体系参与反应对包覆效果及生长过程的影响。研究结果表明,与单一分子量PVP体系相比,PVP混合体系在生长过程中的再次形核点减少,AgNWs的长径比更高;分子量为1 300 000与分子量为58 000的PVP按2∶1的比例混合,AgNWs宽度最小,长径比最高可达到1 200以上。 

【文章来源】：人工晶体学报. 2020,49(03)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同聚合度参与反应的银纳米线SEM照片

图2表示的是以不同质量比混合添加1 300 000分子量的PVP与58 000分子量的PVP制备的AgNWs的SEM照片。从图中可知,使用不同分子量的PVP混合确实可以得到更细的、长径比更高的AgNWs。尽管58 000和1 300 000分子量的PVP单独都不足以生成直径较小的AgNWs,但是在1 300 000分子量和58 000分子量的PVP按重量比为1∶1的反应条件下,得到了长度为20 μm左右,直径为30～40 nm的AgNWs(图2(a))。当重量比为3∶1、4∶1的时候,分别形成了长度为30 μm、25 μm,宽度为40 nm左右的AgNWs(图2(c、d))。当重量比为2∶1时(图2(b)),AgNWs长度在30～50 μm左右,宽度在20～30 nm左右,同时溶液中几乎没有银纳米颗粒,继续增加或者减少重量比都会使长径比降低,说明包覆间隙中的银表面能高于聚合物之间的排斥力,小分子量的PVP顺利进入大分子量PVP的间隙之中使混合PVP体系在减少AgNWs直径方面效果更好。2.2 TEM分析

图3(a)中的透射电子显微镜(TEM)表明,AgNWs晶格之间的条纹间距为0.24 nm,符合{111}面的晶面间距。图3(b)为高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)的照片,证实了晶面的生长方向为[110],以及反应前期的五倍孪晶种子的图3(c)TEM照片,证实了{100}面是由五个{111}面组成的。为了清楚的描述在混合PVP体系中的AgNWs的混合PVP的包覆效果,可以从图3(d)中看出,不同分子量混合的PVP体系反应完全时,混合分子量的PVP制成的AgNWs相较于单一PVP制成的AgNWs形貌更好,长径比更高。在单一分子量的PVP参与反应时,PVP包覆在被还原的五倍孪晶种子上,大分子链的PVP在结合处容易出现排斥,从而会出现比较大的间隙,这些间隙为裸露出的五倍孪晶种子,能量较高,吸引着其他的银种子在间隙处形核,银离子浓度过高,会使得体系发生非均匀形核,并得到大量的银核,银核在生长过程中发生聚集长大最终形成大量的银颗粒以及生成不同方向的AgNWs。混合分子量的PVP体系中,小分子量的PVP进入大分子量的PVP的间隙之中,聚乙烯吡咯烷酮在其聚乙烯骨架上具有多个强极性基团,如羰基及吡咯烷酮链,从而具有较高的化学活性与较多的物质具有亲和作用,可以阻止银种子团聚,有利于银种子的分散,降低了反应速率,利于生成AgNWs,混合不同分子量的PVP可以有效地增强其包覆效果从而降低AgNWs的宽度。3 结 论

【参考文献】：
期刊论文
[1]多元醇热法制备银纳米线及其在透明导电薄膜中的应用[J]. 夏兴达,杨兵初,张祥,周聪华.  功能材料. 2016(05)
[2]银纳米线基透明电极的预处理优化及其在柔性电致变色器件中的应用[J]. 何锐辉,刘阿雷,陈祥远,何鑫,张梅,陈锋.  人工晶体学报. 2015(07)



本文编号：3298794