铁离子辅助银纳米线的生长过程及其柔性透明导电薄膜的制备与性能研究

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1、硕士学位论文铁离子辅助银纳米线的生长过程及其柔性透明导电薄膜的制备与性能研究作者姓名吴良辉学科专业材料学指导教师贾志欣研究员所在学院材料学院论文提交日期2018年4月GrowthProcessesofSilverNanowiresAssistedbyIronIonsandPreparationandPropertiesFlexibleTransparentConductiveFilmsBasedonSilverNanowiresADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuLianghuiSupervisor：Prof.JiaZ

2、hixinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TQ32学校代号：10561学号：201520114516华南理工大学硕士学位论文铁离子辅助银纳米线的生长过程及其柔性透明导电薄膜的制备与性能研究作者姓名：吴良辉指导教师姓名、职称：贾志欣研究员申请学位级别：工学硕士学科专业名称：材料学研究方向：复合材料结构与改性论文提交日期：浏8年十月115日论文答辩日期：认,i年5月3勺日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日了绕麟＿摘要随着电子器件和设备朝着可移动、轻便、可弯曲变形的方向发展，新型柔性透明导电薄膜材料得到了快速发展。

3、相较于传统硬质导电材料而言，新型柔性透明导电薄膜材料，不仅具有传统材料优异的光学透明性和低的表面电阻，而且可以在弯曲状态下使用。在各种柔性透明导电薄膜材料中，基于银纳米线的柔性透明导电薄膜因其优异的性能和低的制备成本成为最近十几年的研究热点。银纳米线的制备方法已有很多，其中多元醇还原法是制备银纳米线最常用的方法。但多元醇还原法在制备银纳米线时需加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）来控制银纳米线的生长，导致最终制备的银纳米线表面会有PVP包覆，影响银纳米线的导电性能，而除去PVP的方法又是耗时费力的。因此，本文创新地提出使用离子型辅助剂铁离子作为生长控制剂来制备银纳米线，并重点研究了银纳米线的生长过

4、程。结果表明：铁离子辅助银纳米线的生长主要经历三个阶段，第一阶段银离子被还原生成银晶种，第二阶段晶种继续生长成为初级晶体，第三阶段铁离子通过包覆在银纳米晶体的特定表面，促使初级晶体生长成为银纳米棒，并最终生长为银纳米线。当两条生长中的银纳米线末端相互接触时，有可能“自接合”在一起形成一条具有钝角的银纳米线。比较了不同的阳离子生长控制剂（铜离子、铁离子、亚铁离子）的使用效果，发现只有铁离子能有效促进银纳米线的生成。相较于PVP辅助制备的银纳米线，铁离子辅助制备的银纳米线表面光滑，无有机物包覆，铁离子辅助制备的银纳米线具有更优异的导电性能，且随着铁离子浓度的增加，银纳米线的纯度逐渐提高。在上述

5、研究的基础上，采用旋涂、Meyer棒涂覆和真空抽滤三种不同工艺，以铁离子辅助制备的银纳米线作为导电涂层，制备了柔性透明导电薄膜，系统地研究了三种方法的工艺参数和制备的三种柔性透明导电薄膜的性能，比较了三种方法优缺点。结果表明：旋涂法和Meyer棒涂覆操作简单，所制备的透明导电薄膜透明度高，导电性优异，柔性好，但银纳米线的附着力较差；真空抽滤法所制备的透明导电薄膜透明度高，导电性优异，柔性好，银纳米线的附着力高，但导I电均匀性较差，制备过程较复杂。基于以上方法的优缺点，本论文创造性地提出Meyer棒涂覆-转移法制备柔性透明导电薄膜的新方法，研究了这种导电薄膜的光学性能、电性能及热效应，并将这

6、种导电薄膜应用于制备模拟柔性触摸屏，对其性能进行研究。结果表明：Meyer棒涂覆-转移法可以制备出导电性均匀和银纳米线高附着力的柔性透明导电薄膜。关键词：银纳米线；铁离子；生长过程；柔性透明导电薄膜；制备方法IIAbstractWiththedevelopmentofelectronicdevicestowardsthedirectionofmovable,portableandbendingdeformation,newflexibletransparentconductivethinfilmmaterialshavebeendevelopedrapidly.Comparedwithtr

7、aditionalhardconductivematerials,newflexibletransparentconductivethinfilmsnotonlyhaveexcellentopticaltransparencyandlowsurfaceresistance,butalsocanbeusedinbendingstate.Theflexibletransparentconductivethinfilmsbas