透明导电膜材料纳米铜线的制备及其性能研究-论文.pdf

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1、第8卷第2期材料研究与应用Vo1．8。NO．22014年6月MATER1ALSRESEARCHANDAPPLICAT10NJun．2014文章编号：1673—9981(2014)02—0117—04透明导电膜材料纳米铜线的制备及其性能研究张念椿，刘彬云，肖定军，王植材广东东硕科技有限公司，广东广州510288摘要：以硼氢化钠为还原剂、硫酸铜为氧化剂，并以乙二胺为络合剂，采用液相还原法制备了纳米铜线．采用SEM和XRD对所制备的纳米铜线进行了表征．结果表明：在强还原剂硼氢化钠和络合剂乙二胺的作用下，所制备的纳米铜是不含其他氧化物的纯铜；探讨了络合剂

2、和还原剂用量对纳米铜线性能的影响，结果表明：当乙二胺用量为5mL，硼氢化钠用量为20．0mL时，所制备的纳米铜线具有均一的线型形貌和良好的分散性及防氧化性，电阻测试结果表明，此时铜线的表面电阻为10．5a／口．关键词：纳米铜线；还原法；络合剂；单晶；低电阻中图分类号：TU512．1文献标识码：A目前，用于液晶显示器、等离子显示及触摸屏等(NaBH，纯度99．0)，以上试剂购于广州金华大平板显示器和太阳能电池的透明导电薄膜是由氧化试剂有限公司；聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量铟锡(ITO)制成的．由于ITO薄膜通常是采用PVD40000)，购于上海

3、阿拉丁试剂有限公司；无水乙醇进行沉积的，沉积效率较低，且薄膜容易开裂，此外，(纯度≥99．7，分析纯，广州化学试剂厂)；实验用铟的价格昂贵，每千克800美元左右D-z1．这些问题水为净化的二次去离子水，电阻率≥18．2MQ·都促使科学家们寻找更经济的透明导电薄膜来代替cm，25℃．ITO薄膜．替代ITO薄膜的途径之一是使用价格仪器：德国Zeiss公司的EVO18型扫描电子显微低廉的金属，制成导电纳米线油墨．纳米金属导电镜(SEM)；TG16-WS型台式高速离心机(湖南湘仪离线可转变成透明的导电薄膜，覆盖于玻璃或塑料之心机仪器有限公司)；KQ320

4、0E型超声波仪器(昆山上_3J．研究结果表明，纳米铜线薄膜与目前用于电超声仪器有限公司)；旋转蒸发仪(星海王生化设备有子设备和太阳能电池上的薄膜具有相同的特性，但限公司)；磁力搅拌器(上海司乐仪器厂)；BS124S型制造成本却显著降低[5]．纳米铜线作为一种新型的电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)．纳米结构——纳米铜线薄膜，代替ITO薄膜，可大1．2纳米铜线的制备大降低手机、电子阅读器和iPad等显示器的制造成首先将10gNaOH溶于200mL的DI水中，搅本．文采用一种简单的化学还原法构建纳米铜线层，拌，待其冷却至室温后加入到500mL的

5、三颈烧瓶制备出了具有抗氧化性的纳米铜线．中．然后加人3．2gCuSO4·5H2o和0．01g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌使其充分反应，并迅速升温至9O1实验℃．按表1所列添加量加人表面活性剂乙二胺(EDA)，充分搅拌10min，再按表1所列的添加量1．1试剂及仪器加入还原剂硼氢化钠，反应lh．最后将所得到的悬试剂：CuSO·5H0(纯度≥99．0％，分析纯)；浊液以10000r／min离心分离10min，并用无水乙氨水(25，分析纯)；乙二胺(EDA)(含量≥醇和DI水洗涤3次，于65℃下真空干燥5h，制得99．0／o4，分析纯)；NaOH(纯度≥99．

6、0％)；硼氢化钠三种纳米铜线．收稿日期：2013一I1一l2作者简介：张念椿(1981一)。男，江西南昌人，工程师12O材料研究与应用2O14(2)当乙二胺用量为5mL，硼氢化钠用量为[4]RATHMELLAR，BERGINSM，HUAYI，eta1．Thegrowthmechanismofcoppernanowiresandtheir20．0mL时，所制备的纳米铜线具有均一的线形形propertiesinflexible，transparentconductingfilms[J]．貌和良好的分散性及防氧化性．AdvMater，2010，22：3

7、558～3563．(3)XRD，EDX和SAED分析结果表明：添加[5]GEOLOGICALS，ORIENTEERINGS．Mineralcom—适量的强还原剂NaBH和络合剂乙二胺，得到的纳moditysummaries[M]．USA：GovernmentPrintingOf—米铜为不含其他氧化物的纯铜；电阻测试结果表明，fice，2009．乙二胺用量为5mL，硼氢化钠用量为2o．0mL的3[63WANGzL．Nanowiresandnanobehsmaterialsproper—号样品具有较低的表面电阻，其表面电阻为10．5tiesandde

8、vices[M]．Beijing：TsingHuaUniversityQ／口．Press，2004．[73XIAYN。YANGPD。SU