[發明專利]一種球鏈狀銅納米線的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201910721230.X
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN110434353A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 徐少晨;韓勇;王杰
• 申請（專利權）人: 徐少晨
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;H01B1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種球鏈狀的銅納米線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：將銅鹽溶解在去離子水中，然后再向其中加入等摩爾量的檸檬酸三鈉，攪拌均勻；步驟2：將步驟1中的溶液pH調節為9?11，然后再加入適量的生長調節劑進行混合攪拌；步驟3：將步驟2中的溶液放置油浴鍋中，并使油浴鍋加熱反應體系至一定溫度進行反應；步驟4：當水浴鍋的溫度達到設定溫度后，再向反應體系中加入適量的還原劑，并維持在該溫度下反應5?8h；反應結束后，對其進行離心洗滌即可得到產物球鏈狀的銅納米線。

技術領域

本發明涉及一種柔性電子材料的制備領域，具體涉及一種柔性透明電極的制備領域，尤其是一種球鏈狀銅納米線的制備方法及其應用領域。

背景技術

近年來，隨著電子產業的迅猛發展，以柔性電子、可穿戴設備、透明加熱器件、智能家居為代表的新興產品的迅速出現，使得市場對于柔性透明導電電極產生了巨大的需求空間。這也使得生產高質量、高穩定性和低成本的柔性透明導電電極無論是在市場還是在科研界具有很重要的意義。

目前，關于柔性透明導電電極的制備主要是以氧化銦錫（ITO）為主要的功能成分，此外，還包括AZO、FTO等。這類材料具有類似的性質，如是現有市場上的主流導電材料，具有制備工藝成熟穩定、面電阻較小、可見光吸收率低等特點，但是，其也具有不可忽視的缺點，如其脆性較大，限制了柔性器件的可彎曲性，原礦的儲量急劇減少，使得上述材料的價格也是步步高升，此外，由于銦是一種有毒金屬，這使得在原礦的提煉過程中，還會造成很大的環境污染。因此，隨著納米材料的不斷發展，科研人員也將目光轉向了尋找能夠替代上述材料的新型功能材料。

在眾多的候選材料中，目前研究較為廣泛的有碳材料和金屬納米線兩大類，其中，碳材料主要包括：石墨烯、碳納米管和碳納米纖維為主，尤其是以石墨烯的研究最為廣泛；如2010年，韓國三星和成均館大學的研究人員實現了大尺寸的柔性石墨烯透明導電薄膜的制備，并將其用于柔性觸摸屏的制造（參見：SuKang Bae等人發表在《NatureNanotechnology》上的文章“Roll-to-Roll production of 30-inch graphene films fortransparent electrodes”）。之后，在2013年，日本索尼公司也實現了大尺寸的石墨烯透明導電薄膜的制備，其制備出了最大長度約120m寬約230mm的石墨烯薄膜，這種石墨烯可以應用到柔性透明電極、柔性顯示等領域，均表現出了較好的性能（參見：Toshiyuki Kabayashi等人發表在《Appl.Phys.Lett.》上的文章“Production of a 100-m-long high-qualitygrapheme transparent conductive film by roll-to-roll chemical vapordeposition and transfer process”）。而國內的常州二維碳素科技股份有限公司和中科院重慶研究院以及北京大學等研究機構，也在幾乎同一時間實現了大面積石墨烯薄膜的生產，但碳材料存在自身吸光強、接觸電阻大弊端，這對高性能的透明導電材料來說是不可接受的。而金屬納米線就可以很好的避免上述問題，現在研究最多的金屬納米線主要包括銀納米線和銅納米線，銀納米線具有很好的導電、導熱和穩定性，被認為是非常有希望替代ITO的導電材料之一，但其成本較高，這使得終端產品的價格較高；而銅納米線由于其具有和銀納米線類似的導電性，但其成本遠遠的低于銀納米線，因此，將銅納米線作為一種高效的透明導電材料來研究是一種合理的選擇，如（參見Aaron R.Rathmell等人發表在《Adv.Mater.》上的文章“The Growth Mechanism of Copper Nanowires and TheirProperties in Flexible，Transparent Conducting Films”。