[发明专利]一种纤维素纳米纤维基柔性透明导电膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机衬底的柔性透明导电膜，尤其涉及一种纤维素纳米纤维基柔性透明导电膜的制备方法，属于柔性透明导电膜领域。

背景技术

柔性透明导电膜在柔性光电器件中的应用使其在通信、电致驱动、能源和传感器等领域具有广阔的应用前景。与传统的透明导电膜相比，柔性透明导电膜除具有优良的透光性和导电性之外，还具有柔韧、质轻、廉价且能大规模生产的优势。目前的柔性透明导电膜一般是通过将导电材料沉积到聚合物基体上制备得到的(鞍山华辉光电子材料科技有限公司，辽宁科技大学．聚酰亚胺衬底柔性透明导电膜及其制备方法[P]．中国专利：201010135926.3，2010-09-15；住友金属矿山株式会社．柔性透明导电膜及使用柔性透明导电膜的柔性功能性元件[P]．中国专利：200880113710.8，2010-09-22．)。

虽然柔性透明导电膜的应用前景广阔，但是其还未在柔性光电器件中得到广泛应用，其最主要原因是基体材料的选择。基体材料的选择，除要求其透明性好之外，还应考虑其与导电材料的热膨胀系数的匹配性。

传统聚合物基体，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)，是目前使用最广泛的基体材料，但是其存在热膨胀系数大的缺点，导致其与大多数导电材料的热膨胀系数的匹配性差，在膜的沉积过程中基体会受到破坏，从而限制了其在柔性光电器件中的进一步应用(Masaya Nogi，Shinichiro Iwamoto，Antonio Norio Nakagaito，and Hiroyuki Yano.Optically Transparent Nanofiber Paper[J].Adv.Mater，2009，21：1595-1598.)。

在对基体材料的研究中发现，利用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)催化氧化法(Tsuguyuki Saito，Satoshi Kimura，Yoshiharu Nishiyama，and Akira Isogai.Cellulose Nanofibers Prepared by TEMPO-Mediated Oxidation of Native Cellulose[J].Biomacromolecules，2007，8：2485-2491.)制备的纤维素纳米纤维(Cellulose Nanofibers，CNFs)具有良好的成膜性，制备出的CNFs膜不仅柔韧、光学透过性高、热膨胀系数小而且具有质轻、廉价等优势，这使其成为可以媲美传统聚合物基体的材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有柔性透明导电膜中存在的基体与导电层的热膨胀系数的匹配性差的问题，提供一种纤维素纳米纤维基柔性透明导电膜的制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种纤维素纳米纤维基柔性透明导电膜的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、将纤维素纳米纤维(CNFs)水溶液超声脱泡得铸膜液；

步骤二、将步骤一所得的铸膜液倒入平底容器中，可自然蒸发也可加温蒸发，待水完全蒸发后得CNFs膜；

步骤三、将步骤二所得的CNFs膜浸入金属离子溶液溶液后，清洗、吹干，即可得到吸附了金属离子的CNFs膜；或者将步骤二所得的CNFs膜浸入壳聚糖水溶液后，清洗、吹干，即可得到吸附了壳聚糖的C NFs膜。

步骤四、将步骤三所得的吸附了壳聚糖的CNFs膜浸入氧化石墨烯(GO)水溶液后，清洗、吹干，即可得到吸附了金属离子或壳聚糖和GO的CNFs膜；依次重复步骤三和步骤四的操作，即可得到多层CNFs/GO膜。

步骤五、将步骤四所得的吸附了金属离子或壳聚糖和GO的CNFs膜浸入氢碘(HI)酸中，利用HI酸为还原剂将GO还原为还原氧化石墨烯(RGO)，还原后清洗、吹干，即可得到CNFs/RGO柔性透明导电膜。

步骤一中所述的CNFs的质量分数为0.2％～0.3％。

步骤三中所述的金属离子溶液为AgNO₃水溶液、CuCl₂水溶液或AlCl₃水溶液，其中AgNO₃水溶液的浓度范围为0.1～0.2mol/L，CuCl₂水溶液的浓度范围为0.01～0.02mol/L，AlCl₃水溶液的浓度范围为0.03～0.04mol/L，