石墨烯/银纳米线透明导电膜的制备及性能研究

作     者：邹清清 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹从军

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：石墨烯/银纳米线 透明导电膜 多元醇法 光电性能 附着性 柔韧性 

摘      要：传统透明导电膜中常用的透明导电材料氧化铟锡存在着原材料稀缺,制备成本高和脆性大等问题。而银纳米线和石墨烯都具有优异的光电性能和柔韧性等,其复合材料表现出协同性将成为透明导电膜中替代材料的研究热点。本文围绕石墨烯/银纳米线透明导电膜的制备及性能展开研究工作,主要内容及结果如下:（1）采用改进的多元醇法,不需搅拌可制备出长度可达50μm的银纳米线。研究了多元醇法中反应温度、封端剂含量、诱导剂种类和卤素离子浓度等工艺参数对银线形貌的影响,从而确定了制备银纳米线的最佳实验条件:以硝酸银为银源、乙二醇为还原剂和溶剂、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为封端剂、氯化铁为诱导剂、硝酸银与PVP的质量比为1:2、氯离子与银离子的浓度比为0.00283、反应温度为180℃时,所得银线直径在60～140nm之间,长径比可达833。（2）通过滴落涂布法将银线均匀涂布、迈耶棒法将成膜物质聚乙烯醇铺展得到银纳米线基透明导电膜,研究了不同银线沉积密度的透明导电膜的光电性能、附着性和柔韧性。研究结果表明:膜整体表面光滑平整,银线均匀分布于膜的表面,当银线的沉积密度为352mg/m2时,膜的方阻为63.40Ω/sq,电导率可达到2.25 × 10-2S/m,透光率（550nm处）为58.87%,膜的附着性和柔韧性都十分优良。（3）保持银纳米线的沉积密度不变,研究了石墨烯的沉积密度对石墨烯/银纳米线透明导电膜性能的影响。通过对实验结果分析发现,对比银纳米线基透明导电膜,总导电材料沉积密度相同的石墨烯/银纳米线透明导电膜透光率略有降低,膜的外观整体发黑,但膜的导电性有所提高,从63.40Ω/sq降低至23.86Ω/sq,石墨烯/银纳米线透明导电膜的附着性和柔韧性仍十分良好。