近年來,AgNWs（Ag Nanowires）透明電極由于良好的導(dǎo)電性、優(yōu)秀的韌性,作為氧化銦錫（ITO）的替代材料受到了廣泛的關(guān)注,可以用于多種電子設(shè)備,如觸摸屏、有機太陽能電池和顯示器等。但是,在近年的透明電極應(yīng)用中,低長徑比所帶來的霧度過高、導(dǎo)電性較差的缺陷使AgNWs不能廣泛地推廣,所以提高長徑比是迫在眉睫的。本文采用一步多元醇法制備AgNWs,探究不同分子量的混合PVP體系參與反應(yīng)對包覆效果及生長過程的影響。研究結(jié)果表明,與單一分子量PVP體系相比,PVP混合體系在生長過程中的再次形核點減少,AgNWs的長徑比更高;分子量為1 300 000與分子量為58 000的PVP按2∶1的比例混合,AgNWs寬度最小,長徑比最高可達到1 200以上。 

【文章來源】：人工晶體學(xué)報. 2020,49(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同聚合度參與反應(yīng)的銀納米線SEM照片

圖2表示的是以不同質(zhì)量比混合添加1 300 000分子量的PVP與58 000分子量的PVP制備的AgNWs的SEM照片。從圖中可知,使用不同分子量的PVP混合確實可以得到更細(xì)的、長徑比更高的AgNWs。盡管58 000和1 300 000分子量的PVP單獨都不足以生成直徑較小的AgNWs,但是在1 300 000分子量和58 000分子量的PVP按重量比為1∶1的反應(yīng)條件下,得到了長度為20 μm左右,直徑為30～40 nm的AgNWs(圖2(a))。當(dāng)重量比為3∶1、4∶1的時候,分別形成了長度為30 μm、25 μm,寬度為40 nm左右的AgNWs(圖2(c、d))。當(dāng)重量比為2∶1時(圖2(b)),AgNWs長度在30～50 μm左右,寬度在20～30 nm左右,同時溶液中幾乎沒有銀納米顆粒,繼續(xù)增加或者減少重量比都會使長徑比降低,說明包覆間隙中的銀表面能高于聚合物之間的排斥力,小分子量的PVP順利進入大分子量PVP的間隙之中使混合PVP體系在減少AgNWs直徑方面效果更好。2.2 TEM分析

圖3(a)中的透射電子顯微鏡(TEM)表明,AgNWs晶格之間的條紋間距為0.24 nm,符合{111}面的晶面間距。圖3(b)為高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)的照片,證實了晶面的生長方向為[110],以及反應(yīng)前期的五倍孿晶種子的圖3(c)TEM照片,證實了{100}面是由五個{111}面組成的。為了清楚的描述在混合PVP體系中的AgNWs的混合PVP的包覆效果,可以從圖3(d)中看出,不同分子量混合的PVP體系反應(yīng)完全時,混合分子量的PVP制成的AgNWs相較于單一PVP制成的AgNWs形貌更好,長徑比更高。在單一分子量的PVP參與反應(yīng)時,PVP包覆在被還原的五倍孿晶種子上,大分子鏈的PVP在結(jié)合處容易出現(xiàn)排斥,從而會出現(xiàn)比較大的間隙,這些間隙為裸露出的五倍孿晶種子,能量較高,吸引著其他的銀種子在間隙處形核,銀離子濃度過高,會使得體系發(fā)生非均勻形核,并得到大量的銀核,銀核在生長過程中發(fā)生聚集長大最終形成大量的銀顆粒以及生成不同方向的AgNWs。混合分子量的PVP體系中,小分子量的PVP進入大分子量的PVP的間隙之中,聚乙烯吡咯烷酮在其聚乙烯骨架上具有多個強極性基團,如羰基及吡咯烷酮鏈,從而具有較高的化學(xué)活性與較多的物質(zhì)具有親和作用,可以阻止銀種子團聚,有利于銀種子的分散,降低了反應(yīng)速率,利于生成AgNWs,混合不同分子量的PVP可以有效地增強其包覆效果從而降低AgNWs的寬度。3 結(jié) 論

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多元醇熱法制備銀納米線及其在透明導(dǎo)電薄膜中的應(yīng)用[J]. 夏興達,楊兵初,張祥,周聰華.  功能材料. 2016(05)
[2]銀納米線基透明電極的預(yù)處理優(yōu)化及其在柔性電致變色器件中的應(yīng)用[J]. 何銳輝,劉阿雷,陳祥遠(yuǎn),何鑫,張梅,陳鋒.  人工晶體學(xué)報. 2015(07)



本文編號：3298794