[發明專利]一種電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201610364076.1
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN106024099B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 蘭偉;陳有鑫;楊志偉;謝二慶
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B13/00;B22F9/24;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜。

技術背景

銀納米線(AgNW)作為最重要的柔性透明導電薄膜材料之一，因所得薄膜具有高導電性、高透光性、高柔韌性等優點，可應用于觸摸屏、電磁屏蔽、加熱膜、太陽能電池等光電設備領域。研究表明AgNW的長徑尺寸和排列方式是影響透明導電薄膜性能的重要因素。為了提高薄膜的光學透明、電學傳導和柔韌性能,人們對其進行了各種途徑的改進。研究發現銀納米線網絡預期是最有應用前景的柔性透明導電薄膜的實現技術之一。但是現有制備銀納米線網絡的技術存在原料合成條件較高、工藝復雜、成本高、需抗氧化處理等問題，因此利用本發明的技術可得到一種銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜。與銀納米線相比，銀納米纖維具有更大的長徑比，且薄膜中銀納米纖維分布密度和排列方式可控，因此薄膜具有良好的透明性、導電性和柔韌性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明特別公開了一種電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜的制備方法，本發明與現有技術相比，所得銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜，具有工藝簡單，成本低，效率高、尺寸可控、可實現產業化制備，薄膜顯示了良好的透明性、導電性和柔韌性。

本發明采用如下技術方案：

a，將一定量的硝酸銀溶于乙腈溶液中，常溫下攪拌均勻，獲得A溶液；

b，將一定量的聚乙烯醇(PVA)溶于去離子水溶液中，常溫下攪拌均勻，獲得B溶液；

c，將A溶液與B溶液混合，并攪拌一定時間獲得均勻的C溶液；

d，將C溶液加到靜電紡絲裝置中，在高壓下電紡成前驅物納米纖維，通過收集器控制納米纖維排列方式，通過電紡時間控制納米纖維分布密度；

e，將納米纖維轉移到硅片上；

f，將轉移后的薄膜進行200—300℃加熱煅燒1—5h，使前驅物納米纖維轉變成銀納米纖維(AgNFs)；

g，配制一定量的B溶液，涂覆在銀納米纖維網絡上，在60—90℃下真空干燥1—5h，得到AgNFs/PVA薄膜；

h，將AgNFs/PVA薄膜從硅片上整體剝離，獲得柔性透明導電薄膜。

進一步的，步驟a中，硝酸銀溶解到乙腈溶液的濃度為4—6摩爾/升，最優濃度為4.7摩爾/升；

進一步的，步驟b中，聚乙烯醇與水的質量比例為1:13到1:7，最優濃度為1:9；

進一步的，步驟c中，溶液A與溶液B的體積比例為：1:1.5到1:2.5，最優比例為1:2。

本發明的益處在于：

1、銀納米纖維具有更高的長徑比，薄膜中納米纖維分布密度和排列方式可控。

2、在前驅物納米纖維煅燒過程中，生成的銀納米纖維同時被焊接成一個整體網絡，降低了纖維之間的結電阻。

3、銀納米纖維網絡被埋入PVA基質中，無需額外抗氧化處理過程。

4、銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜具有較高的導電性、透明性、良好的柔韌性和熱穩定性。

5、銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜制作工藝簡單、成本低、效率高、尺寸可控、取材容易、可實現產業化制備。

附圖說明

圖1電紡單根銀納米纖維的SEM圖(a)，一次轉移的銀納米纖維網絡薄膜的SEM圖(b)，兩次轉移的銀納米纖維網絡薄膜的SEM(c)。

圖2電紡銀納米纖維網絡的XRD圖。

圖3為實施例1電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜的透過率、方塊電阻和光學顯微鏡照片。

圖4為實施例2電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜的透過率、方塊電阻和光學顯微鏡照片。

圖5為實施例3電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜的透過率、方塊電阻和光學顯微鏡照片。

圖6為實施例4電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜的透過率、方塊電阻和光學顯微鏡照片。

圖7為電紡銀納米纖維網絡柔性透明導電薄膜的方塊電阻變化率隨彎曲循環次數的變化曲線。

具體實施方式

下面結合具體實施事例對本發明進行詳細的說明：

實施例1：

a.將0.35g的硝酸銀加入到0.5ml的乙腈溶液中，常溫下攪拌均勻，獲得A溶液；

b.將0.1g的PVA加入到1.1ml的去離子水溶液中，常溫下攪拌均勻，獲得B溶液；

c.將A溶液與B溶液混合，并劇烈攪拌一定時間獲得均勻的C溶液；

d.將C溶液加到靜電紡絲裝置中，在15KV高壓下電紡成定向排列的納米纖維，通過電紡時間控制納米纖維分布密度；