一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法技术

一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，它包括铜纳米线的制备、CuNWsTCF‑1的制备、CuNWsTCF‑2的制备、CuNWsTCF‑3的制备等步骤制得。本发明专利技术一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜，产品制备过程铜线不会出现聚集现象，薄膜表面不会出现颗粒，制备过程也不会出现熔断的情况，也不会出现变黄变绿的现象，成品透过率高，导电性能优异，其透过率高达86%以上，方阻低于25Ω/sq，用于制备显示设备，其触摸屏的视觉效果好，呈现的画面都是更有层次感更高清细腻的画质，色彩看起来比较自然真实，而且透过率高对眼睛的伤害也比较小，成品稳定性好，在常规环境以及恶劣环境均能较好保存，制备方法简单可行，制得市场推广应用。

Preparation method of high performance stable copper nanowire flexible transparent conductive film

A preparation method for high performance and stable copper nanowire flexible transparent conductive film, which includes preparation of copper nanowires, preparation of CuNWsTCF 1, preparation of CuNWsTCF 2, preparation of CuNWsTCF 3, and so on. A high performance and stable copper nanowire flexible transparent conductive film, the copper wire will not appear in the preparation process, the surface of the film will not appear particles, the preparation process will not appear melting, nor turn yellow and green. The transmission rate is high, the conductivity is excellent, its transmission rate is up to 86. Above%, the square resistance is less than 25 Omega /sq. It is used to prepare the display device. The visual effect of the touch screen is good. The picture is more hierarchical and delicate. The color looks more natural and real, and the high transmission rate is less harmful to the eyes, the finished product is stable, the normal environment and the bad environment are all. The preparation method is simple and feasible, and has been applied in marketing.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法
本专利技术属于透明导电薄膜
，具体涉及一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法。
技术介绍
透明导电薄膜(TCF)是一种兼备透光性和导电性的材料，被广泛应用于触摸屏、有机发光二极管、太阳能电池、平面显示器和智能玻璃等领域。近年来，随着电子器件柔性化、轻薄化的方向发展，氧化铟锡(ITO)由于其价格昂贵和材料本身的易碎性质已经不能满足柔性电子的需要，因此，人们需要寻找一种替代ITO的材料，铜纳米线(CuNWs)因其优异的导电性能、光学性能和丰富的储量成为最有望替代ITO的材料。目前，主要通过真空抽滤法、滚涂法和喷涂法等方法制备铜纳米线透明导电薄膜。由于合成的铜纳米线表面包覆了残余有机物和氧化层，增大了线间电阻，从而降低了铜纳米线透明导电薄膜的导电性，阻碍了其在光电器件中的应用。现在常用的方法是在氢气气氛下300℃退火来提高铜纳米线薄膜的导电性。然而，由于PET等柔性基底不耐高温(＜180℃)，该方法不适用于铜纳米线柔性薄膜，因此寻找一种有效的低温后处理方法除去铜纳米线表面的氧化层和残留有机物对于铜纳米线在柔性电子器件中的应用非常关键。另一方面，暴露在空气中的铜纳米线，氧化层会自发地在其表面形成。即使在溶液里，因为溶液里溶解氧，也会形成氧化层。因此抑制铜纳米线的氧化，也是其应用于透明电极所需要解决的关键问题之一。在铜纳米线透明电极的抗氧化研究方面，碳包覆铜纳米线和镍包覆铜纳米线是目前常用的两种方法。虽然这两种方法明显提高了铜纳米线透明电极的稳定性，但却牺牲了较多的光电性能，因此亟需寻找一种在不牺牲或者少牺牲铜纳米线透明电极的光电性能的前提下，显著提高其稳定性的有效方法。目前看来，铜纳米线制备过程中依然存在铜线容易出现聚集现象、薄膜表面容易出现颗粒的现象、制备过程容易出现熔断的情况、易出现变黄变绿等现象、成品易氧化、透过率、方阻等不太理想而导致应用范围局限等技术问题亟需解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法。本专利技术的目的是通过如下技术措施实现的：一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，它包括铜纳米线的制备、CuNWsTCF-1的制备、CuNWsTCF-2的制备、CuNWsTCF-3的制备等步骤制得。具体来讲，一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，它是包括下列步骤制得：取氯化铜、葡萄糖置于适宜容器中，加入去离子水，加热至45～55℃搅拌均匀，得蓝色溶液A；另取油胺、油酸、无水乙醇置于适宜容器中，搅拌均匀，得混合液B；另取PVP(Mw＝55000)溶于无水乙醇中搅拌均匀，得溶液C；将上述B、C混合液依次加入溶液A中，加入去离子水稀释至1000ml，于48～52℃水浴锅中搅拌11～13h，搅拌结束后转移到反应釜中，于120℃反应5～7h，反应完成后，自然冷却至室温，取50ml反应后液体在转速为10000～12000rpm/min进行离心洗涤4～6min，然后倒掉上层溶液，加入30～40ml异丙醇，在转速为10000～12000rpm/min进行离心洗涤4～6min，然后倒掉上层溶液，重复3次异丙醇离心清洗操作，收集离心管底部沉淀即得到铜纳米线；将上述制得的铜纳米线用异丙醇分散稀释，再经孔径为0.22μm的尼龙滤膜进行真空抽滤，收集滤饼，将收集的滤饼覆盖在PET上，然后用500g的重量按压滤饼3～5min，按压完后放在75～85℃烘箱中烘烤10～15min，得到铜纳米线柔性透明导电薄膜，标记为CuNWsTCF-1，随后将CuNWsTCF-1浸泡在硼氢化钠乙醇水溶液中，然后用体积比为1:1的无水乙醇和去离子水的混合溶液冲洗3～5次，冲洗完毕后置于烘箱中烘烤，得到高导电的铜纳米线柔性透明导电薄膜，标记为CuNWsTCF-2，再将CuNWsTCF-2浸泡在十二硫醇乙醇溶液中，取出，用无水乙醇冲洗3～5次，置于烘箱中烘烤，即得到高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜，标记为CuNWsTCF-3。进一步，一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，其中，溶液A制备中氯化铜的质量为1.6～1.8g，葡萄糖的质量为1.90～2.00g，去离子水体积用量为700～800ml；所述混合液B制备中的油胺体积为18～22ml，油酸体积为0.1～0.3ml，无水乙醇体积为30～35ml；所述溶液C的制备中PVP(Mw＝55000)的质量为1.20～1.30g，无水乙醇体积为20～30ml。进一步，一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述铜纳米线直径为40～60nm，长度为60～70μm；所述铜纳米线用异丙醇分散稀释至浓度为0.4～0.6mg/ml的铜纳米线溶液。为了使得制备过程中铜线不会出现聚集现象，薄膜表面不会出现颗粒现象，一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述硼氢化钠乙醇水溶液中硼氢化钠的浓度为0.4～0.6mol/L，浸泡时间为20～40s，其中，硼氢化钠乙醇水溶液是将硼氢化钠溶解于无水乙醇和去离子水组成的混合溶液中，无水乙醇和去离子水的体积比为1:1。为了使得制备过程中不会出现熔断现象，不会出现变黄变绿的现象，使得成品透过率更高，产品方阻更小，一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述十二硫醇乙醇溶液的浓度为0.4～0.6mol/L，浸泡时间为260s～300s。进一步，一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述烘箱烘烤温度为70～90℃，烘烤时间为10～15分钟。本专利技术的有益效果在于：本专利技术一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜，产品制备过程铜线不会出现聚集现象，薄膜表面不会出现颗粒，制备过程也不会出现熔断的情况，也不会出现变黄变绿的现象，成品透过率高，导电性能优异，其透过率高达86％以上，方阻低于25Ω/sq，用于制备显示设备，其触摸屏的视觉效果好，呈现的画面都是更有层次感更高清细腻的画质，色彩看起来比较自然真实，而且透过率高对眼睛的伤害也比较小，成品稳定性好，在常规环境以及恶劣环境均能较好保存，制备方法简单可行，制得市场推广应用。附图说明图1为铜纳米线柔性透明导电薄膜制备过程各阶段SEM图，其中(a)为原始铜纳米线图，(b)为浸泡硼氢化钠溶液后铜纳米线图，(c)为再浸泡十二硫醇溶液后铜纳米线图。图2为铜纳米线柔性透明导电薄膜制备过程各阶段接触角图，其中(a)为原始铜纳米线薄膜的接触角图，(b)为浸泡硼氢化钠溶液后铜纳米线薄膜的接触角图，(c)为再浸泡十二硫醇溶液铜纳米线薄膜的接触角图。图3为铜纳米线柔性透明导电薄膜的不同制备过程的方阻对比图(a)和透过率对比图(b)。图4为实施例1制得的CuNWsTCF-2和CuNWsTCF-3在空气中放置1个月的方阻变化情况图。图5为实施例1制得的CuNWsTCF-2和CuNWsTCF-3在恶劣环境(85％相对湿度，85℃高温)放置9小时的方阻变化情况图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，在不背离本专利技术精神本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，它包括铜纳米线的制备、CuNWsTCF‑1的制备、CuNWsTCF‑2的制备、CuNWsTCF‑3的制备等步骤制得。

【技术特征摘要】
1.一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，它包括铜纳米线的制备、CuNWsTCF-1的制备、CuNWsTCF-2的制备、CuNWsTCF-3的制备等步骤制得。2.如权利要求1所述的一种高性能稳定铜纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，它是包括下列步骤制得：取氯化铜、葡萄糖置于适宜容器中，加入去离子水，加热至45~55℃搅拌均匀，得蓝色溶液A；另取油胺、油酸、无水乙醇置于适宜容器中，搅拌均匀，得混合液B；另取PVP（Mw=55000）溶于无水乙醇中搅拌均匀，得溶液C；将上述B、C混合液依次加入溶液A中，加入去离子水稀释至1000ml，于48~52℃水浴锅中搅拌11~13h，搅拌结束后转移到反应釜中，于120℃反应5~7h，反应完成后，自然冷却至室温，取50ml反应后液体在转速为10000~12000rpm/min进行离心洗涤4~6min，然后倒掉上层溶液，加入35ml异丙醇，在转速为10000~12000rpm/min进行离心洗涤4~6min，然后倒掉上层溶液，重复3次异丙醇离心清洗操作，收集离心管底部沉淀即得到铜纳米线；将上述制得的铜纳米线用异丙醇分散稀释，再经孔径为0.22μm的尼龙滤膜进行真空抽滤，收集滤饼，将收集的滤饼覆盖在PET上，然后用500g的重量按压滤饼3~5min，按压完后放在75~85℃烘箱中烘烤10~15min，得到铜纳米线柔性透明导电薄膜，标记为CuNWsTCF-1，随后将CuNWsTCF-1浸泡在硼氢化钠乙醇水溶液中，然后用体积比为1:1的无水乙醇和去离子水的混合溶液冲洗3~5次，冲洗完毕后置于烘箱中烘烤，得到高导电的铜纳米线柔性透明导电薄膜，标记...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮海波，唐燕，孙凌涛，陈善勇，李璐，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50