液相还原法制备铜纳米线及其在透明导电薄膜上的应用

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1、硕士学位论文液相还原法制备铜纳米线及其在透明导电薄膜上的应用SYNTHESISOFCOPPERNANOWIRESBYLIQUID-PHASEREDUCTIONMETHODANDTHEIRAPPLICATIONINTRANSPARENTCONDUCTIVEFILMS刘昆哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：TB34学校代码：10213国际图书分类号：542密级：公开工程硕士学位论文液相还原法制备铜纳米线及其在透明导电薄膜上的应用硕士研究生：刘昆导师：张化宇教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大

2、学ClassifiedIndex:TB34U.D.C:542AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringSYNTHESISOFCOPPERNANOWIRESBYLIQUID-PHASEREDUCTIONMETHODANDTHEIRAPPLICATIONINTRANSPARENTCONDUCTIVEFILMSCandidate：LiuKunSupervisor：Prof.ZhangHuayuAcademicDe

3、greeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来，纳米结构的金属由于其优良的性能和广泛的应用前景，引起了科研工作者的热情。一系列的研究实验表明其在纳米器件互连，纳米催化，传感器等领域具有广泛的应用潜能。特别是金属银，由

4、于其出色电子转移能力而广受科学研究。但是，它实际应用严重受限于其稀有的存储量和高昂的成本。和银相比，金属铜具有相似的电导率，热导率和机械性能，因此，被认为是代替银的理想材料。然而，纳米结构的铜在空气中易于氧化，导致其导电性，机械性能变差，严重制约着它的实际应用。本文使用液相还原法制备一种聚吡咯包覆表面的铜纳米线，所得到的铜纳米线展现了良好的抗氧化性能。探索了铜纳米线制备过程中各个阶段的反应机理的与聚吡咯的作用机制，并探讨了各个反应变量与铜纳米线形貌的关系，主要探究了加热方式、反应温度，孕育时间，还原剂的加入量，吡咯的加入量等反应过程的参数与最终产物的形貌和结构的关系。经

5、过一系列的实验对比，得到了该实验方案制备铜纳米线的最优工艺参数。得到的铜纳米的相关表征结果证明，产物为具有一维形貌特征的铜纳米线，且形貌均匀，铜纳米线的长度为5-15μm，直径在100-200nm，其表面包覆有一层聚吡咯，这很好的提高了铜纳米线在空气中的抗氧化性。对得到的最优实验方案进一步调整，进行放大实验，得到的产物形貌尺寸都较好。这表明本文制备铜纳米的方案具备量产的潜力。通过采用旋转涂布法和麦耶棒刮涂法制备了铜纳米线透明导电薄膜，研究了分散液的配置，导电薄膜涂布工艺和导电薄膜的热处理工艺。制备的薄膜样品中，铜纳米线表面光滑，分布均匀，相互搭接在一起，形成了随机的金属

6、纳米线网格。对制备的薄膜的性能进行了相关的表征，测试了薄膜的导电性，均一性，透光率，柔性和稳定性，并对各项性能结果进行了分析，发现本实验制备的导电薄膜具有较好的综合性能，特别在柔性方面，与传统ITO柔性导电薄膜相比具有明显的优势，符合光电产品柔性发展的趋势。关键词：铜纳米线；聚吡咯；抗氧化性；透明导电薄膜-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractNanostructuredmetalshaveinspiredagreatdealofresearchenthusiasminrecentyearsduetotheirexcellentpropertiesandbr

7、oadapplicationprospects.Aseriesofrepresentativeexampleshaveshownthepotentialapplicationsinnano-deviceinterconnection,nano-catalysis,sensorsandsoon.Noblemetalnanowires,especiallysilver,havereceivedtremendousscientificinvestigationduetotheirexcellentelectrontransferabilitie