超细银纳米线的制备、纯化及其透明导电薄膜抗紫外光辐照性能研究
发布时间：2022-01-08 19:47
银纳米线透明导电薄膜具有良好的电导性、热导性、光学透明性和柔韧性,在柔性电子器件领域中具有光明的发展前景。然而银纳米线透明导电薄膜在市场上的普遍应用受到了限制,主要是因为银纳米线透明导电薄膜在紫外光辐照条件下的长期稳定性较差:首先,紫外光辐照容易使银纳米线产生表面等离子激元共振,从而诱导银原子的迁移,导致银纳米粒子在纳米线表面成核并长大,进一步造成银纳米线直径的改变;其次,紫外光辐照还会加速银纳米线的硫化和氧化,导致银纳米线表面出现腐蚀产物（例如氧化银、硫化银）。目前仍旧缺乏有效的方法来抑制银纳米线透明导电薄膜的紫外光降解问题,并同时保持低方阻和高可见光透过率。本文通过多元醇法制备超细银纳米线,利用动态搅拌诱导离心过滤法对所得的超细银纳米线进行纯化,然后采用丙烯酸树脂/超细银纳米线/丙烯酸树脂的三明治结构,在丙烯酸树脂中掺入光稳定剂硫酸亚铁,制备得到了光电性能良好、抗紫外光辐照稳定性优异的超细银纳米线透明导电薄膜。用该方法制备得到的超细银纳米线透明导电薄膜在连续14 h的紫外光辐照下都不会发生降解,光电性能变动稳定在6.0%以内。超细银纳米线透明导电薄膜抗紫外光辐照稳定性的显著提高,使...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
银纳米线透明导电薄膜的不同失效形式：(a)化学腐蚀；(b)热失效；(c)焦耳热失效；(d)电迁移[67]
超细银纳米线的制备、纯化及其透明导电薄膜抗紫外光辐照性能研究7图1-2银纳米线在紫外照射下的降解机理：(a)银纳米线的横截面图；(b)银纳米线在紫外照射下的反应过程示意图[69]Figure1-2.Degradationmechanismofsilvernanowiresunderultravioletirradiation:(a)cross-sectionalviewofsilvernanowires;(b)theschematicdiagramofreactionprocessofsilvernanowiresunderultravioletirradiation图1-3银纳米线经紫外线照射(a)30min和(b)60min后的SEM图像[69]Figure1-3.TheSEMimageofsilvernanowiresafterultravioletirradiation(a)30minand(b)60min紫外光辐照对银纳米线的具体降解机理如图1-2所示[69]。图1-2a为一般形态下的银纳米线的横截面图。从中可以看到银纳米线表面包裹着一层厚度约为1nm的PVP保护层，其中部分银原子处于氧化态。图1-2b展示了银纳米线在紫外光照射下的反应过程。当紫外光照射银纳米线表面时，表面的氧化银（Ag2O）将被分解生成银离子（Ag+）和氧离子（O2-）。由于PVP中C-N键的结合能小于C=O键和C-C键的结合能，因此C-N键更容易断裂，分解产生氮离子（N3-）。Ag+与N3-结合，在银纳米线和PVP保护层的界面处生成氮化银（Ag3N）[69]。氮化银属于“爆炸”性化合物，在160~320℃的温度下容易发生“爆炸”，分解为金属银和氮气（N2），这种“爆炸”容易使银纳米线发生变形，如图1-3a和图1-3b所示。即使在N3-消失后，银纳米线的变形仍在继续。此时，O2-与Ag+反应生成的Ag2O在紫外线的照射下也会继续分解。虽然Ag2O分解时产生的“爆炸”力小于Ag3N，但是仍足够使银纳米线表面产生形变，在银纳米线表面形成银颗粒。
超细银纳米线的制备、纯化及其透明导电薄膜抗紫外光辐照性能研究7图1-2银纳米线在紫外照射下的降解机理：(a)银纳米线的横截面图；(b)银纳米线在紫外照射下的反应过程示意图[69]Figure1-2.Degradationmechanismofsilvernanowiresunderultravioletirradiation:(a)cross-sectionalviewofsilvernanowires;(b)theschematicdiagramofreactionprocessofsilvernanowiresunderultravioletirradiation图1-3银纳米线经紫外线照射(a)30min和(b)60min后的SEM图像[69]Figure1-3.TheSEMimageofsilvernanowiresafterultravioletirradiation(a)30minand(b)60min紫外光辐照对银纳米线的具体降解机理如图1-2所示[69]。图1-2a为一般形态下的银纳米线的横截面图。从中可以看到银纳米线表面包裹着一层厚度约为1nm的PVP保护层，其中部分银原子处于氧化态。图1-2b展示了银纳米线在紫外光照射下的反应过程。当紫外光照射银纳米线表面时，表面的氧化银（Ag2O）将被分解生成银离子（Ag+）和氧离子（O2-）。由于PVP中C-N键的结合能小于C=O键和C-C键的结合能，因此C-N键更容易断裂，分解产生氮离子（N3-）。Ag+与N3-结合，在银纳米线和PVP保护层的界面处生成氮化银（Ag3N）[69]。氮化银属于“爆炸”性化合物，在160~320℃的温度下容易发生“爆炸”，分解为金属银和氮气（N2），这种“爆炸”容易使银纳米线发生变形，如图1-3a和图1-3b所示。即使在N3-消失后，银纳米线的变形仍在继续。此时，O2-与Ag+反应生成的Ag2O在紫外线的照射下也会继续分解。虽然Ag2O分解时产生的“爆炸”力小于Ag3N，但是仍足够使银纳米线表面产生形变，在银纳米线表面形成银颗粒。
【参考文献】：
期刊论文
[1]银纳米线透明导电薄膜的失效机理研究[J]. 叶长辉,顾瑜佳,王贵欣,毕丽丽. 无机材料学报. 2019(12)
[2]银纳米线基透明导电薄膜研究进展[J]. 杨星,杜得喜,谢辉,王悦辉,李晶泽. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
本文编号：3577172
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
银纳米线透明导电薄膜的不同失效形式：(a)化学腐蚀；(b)热失效；(c)焦耳热失效；(d)电迁移[67]
超细银纳米线的制备、纯化及其透明导电薄膜抗紫外光辐照性能研究7图1-2银纳米线在紫外照射下的降解机理：(a)银纳米线的横截面图；(b)银纳米线在紫外照射下的反应过程示意图[69]Figure1-2.Degradationmechanismofsilvernanowiresunderultravioletirradiation:(a)cross-sectionalviewofsilvernanowires;(b)theschematicdiagramofreactionprocessofsilvernanowiresunderultravioletirradiation图1-3银纳米线经紫外线照射(a)30min和(b)60min后的SEM图像[69]Figure1-3.TheSEMimageofsilvernanowiresafterultravioletirradiation(a)30minand(b)60min紫外光辐照对银纳米线的具体降解机理如图1-2所示[69]。图1-2a为一般形态下的银纳米线的横截面图。从中可以看到银纳米线表面包裹着一层厚度约为1nm的PVP保护层，其中部分银原子处于氧化态。图1-2b展示了银纳米线在紫外光照射下的反应过程。当紫外光照射银纳米线表面时，表面的氧化银（Ag2O）将被分解生成银离子（Ag+）和氧离子（O2-）。由于PVP中C-N键的结合能小于C=O键和C-C键的结合能，因此C-N键更容易断裂，分解产生氮离子（N3-）。Ag+与N3-结合，在银纳米线和PVP保护层的界面处生成氮化银（Ag3N）[69]。氮化银属于“爆炸”性化合物，在160~320℃的温度下容易发生“爆炸”，分解为金属银和氮气（N2），这种“爆炸”容易使银纳米线发生变形，如图1-3a和图1-3b所示。即使在N3-消失后，银纳米线的变形仍在继续。此时，O2-与Ag+反应生成的Ag2O在紫外线的照射下也会继续分解。虽然Ag2O分解时产生的“爆炸”力小于Ag3N，但是仍足够使银纳米线表面产生形变，在银纳米线表面形成银颗粒。
超细银纳米线的制备、纯化及其透明导电薄膜抗紫外光辐照性能研究7图1-2银纳米线在紫外照射下的降解机理：(a)银纳米线的横截面图；(b)银纳米线在紫外照射下的反应过程示意图[69]Figure1-2.Degradationmechanismofsilvernanowiresunderultravioletirradiation:(a)cross-sectionalviewofsilvernanowires;(b)theschematicdiagramofreactionprocessofsilvernanowiresunderultravioletirradiation图1-3银纳米线经紫外线照射(a)30min和(b)60min后的SEM图像[69]Figure1-3.TheSEMimageofsilvernanowiresafterultravioletirradiation(a)30minand(b)60min紫外光辐照对银纳米线的具体降解机理如图1-2所示[69]。图1-2a为一般形态下的银纳米线的横截面图。从中可以看到银纳米线表面包裹着一层厚度约为1nm的PVP保护层，其中部分银原子处于氧化态。图1-2b展示了银纳米线在紫外光照射下的反应过程。当紫外光照射银纳米线表面时，表面的氧化银（Ag2O）将被分解生成银离子（Ag+）和氧离子（O2-）。由于PVP中C-N键的结合能小于C=O键和C-C键的结合能，因此C-N键更容易断裂，分解产生氮离子（N3-）。Ag+与N3-结合，在银纳米线和PVP保护层的界面处生成氮化银（Ag3N）[69]。氮化银属于“爆炸”性化合物，在160~320℃的温度下容易发生“爆炸”，分解为金属银和氮气（N2），这种“爆炸”容易使银纳米线发生变形，如图1-3a和图1-3b所示。即使在N3-消失后，银纳米线的变形仍在继续。此时，O2-与Ag+反应生成的Ag2O在紫外线的照射下也会继续分解。虽然Ag2O分解时产生的“爆炸”力小于Ag3N，但是仍足够使银纳米线表面产生形变，在银纳米线表面形成银颗粒。
【参考文献】：
期刊论文
[1]银纳米线透明导电薄膜的失效机理研究[J]. 叶长辉,顾瑜佳,王贵欣,毕丽丽. 无机材料学报. 2019(12)
[2]银纳米线基透明导电薄膜研究进展[J]. 杨星,杜得喜,谢辉,王悦辉,李晶泽. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
本文编号：3577172
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