[发明专利]一种基于银纳米线的涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电涂层，具体涉及一种基于银纳米线的涂层及其制备方法。

背景技术

银纳米线涂层具有优异的透光性、耐拉伸、耐弯折性能，因此引起了基础研究及应用的广泛重视。现阶段广泛使用的透明导电薄膜材料为ITO导电薄膜，但因为价格昂贵，因此，人们一直在寻找合适的材料将其替代。银纳米线被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料。但是，综合导电性能和透光性能而言，现阶段银纳米线仍落后于ITO透明电极，因而如何进一步提高银纳米线涂层的导电性成为大家所研究的课题。

现有技术中如何进一步提高银纳米线涂层的导电性的方法较为复杂，例如公开号为CN106297964A的专利公开了一种复合透明导电薄膜及其制备方法，其通过涂布工艺制备银纳米线和(CVD技术生长的)石墨烯复合导电层，以及通过液态光固化材料贴合、固化、转移技术实现银纳米线和石墨烯复合导电层转移到透明基材，从而使制备的石墨烯和银纳米线复合透明导电薄膜的低方阻与高透过率均匀可控，同时具有改善的耐水、热稳定性。但是，其缺点是工艺复杂，实施起来成本较高。

因此，本领域急需一种简单有效、低成本的进一步提高银纳米线涂层的导电性、具有长期稳定性的基于银纳米线的涂层的制备方法。

发明内容

为解决现有技术中进一步提高银纳米线涂层导电性的方法成本高、工艺复杂的问题， 本发明提出了一种基于银纳米线的涂层及其制备方法，该复合涂层有良好的导电性能、较长的使用寿命。

本发明是通过以下技术方法实现的。

一种基于银纳米线的涂层的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

（1）首先合成银纳米线，其中合成银纳米线时采用聚乙烯吡咯烷酮做保护剂，聚乙烯吡咯烷酮的型号为K30，然后将银纳米线洗涤纯化后分散在溶剂中，从而得到含有银纳米线的溶液；

（2）将含有银纳米线的溶液涂覆在基底上形成网络状结构的银纳米线涂层，待涂层干燥后，将含硝酸银的乙二醇溶液镀覆在涂层表面，其中，硝酸银的含量为0.01~0.1mM，自然光照下放置2~24h，然后用去离子水清洗并干燥，从而得到基于银纳米线的涂层。

此外，所述的制备方法还包括步骤（3）在涂层表面再涂覆一层氧化铟锡，从而得到基于银纳米线的复合涂层。

对于步骤（1）的进一步详细说明如下。

步骤（1）中合成银纳米线的方法为多元醇法或者微波聚合法，具体方法如下：

多元醇法采用含高氯铂酸的乙二醇溶液作为晶种，然后加入含硝酸银的乙二醇溶液及含聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液，反应后即可得到含有银纳米线的溶液。优选条件如下：在反应器中加入乙二醇5~30mL，在120~200℃下回流0.5~12h以去除乙二醇中的水分，然后调整温度并稳定至150℃~190℃，而后加入2~10mL含高氯铂酸的乙二醇溶液作为晶种，高氯铂酸的浓度为0.01mM~0.1mM，加热1~60分钟后，再同时加入0.5~10mL含硝酸银的乙二醇溶液及0.5~10mL含聚乙烯吡咯烷酮K30的乙二醇溶液，硝酸银的浓度为0.01mM~0.9mM，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.05mM~5.0mM，调控两者的滴加速度使得两者同时开始滴加以及结束滴加，滴加时长为0.5~2h，滴加结束后继续反应0.5~4h后停止加热，得到含有银纳米线的溶液。

微波聚合法采用含硝酸银的乙二醇溶液及含聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液相混合，然后加入NaCl，再经过高功率700w~800w及低功率300w~350w的微波辐照，得到含有银纳米线的溶液。优选条件如下：将0.85~3.4g硝酸银与100mL乙二醇混合均匀，得到含硝酸银的乙二醇溶液；将3.13g 聚乙烯吡咯烷酮K30与100mL乙二醇混合均匀，得到含聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液；然后取上述含硝酸银的乙二醇溶液和上述含聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液，两者体积相同，均为2~15mL，磁力混合均匀，当两者体积之和小于10mL时，则加入乙二醇补足至10mL；最后再加入氯化钠，磁力混合均匀得到溶液A，氯化钠与硝酸银的质量比为(0.02~0.04):1；再经过高功率700w~800w微波辐照0.5~1min后，进行低功率300w~350w的微波辐照2.5~6min，即得到含有银纳米线的溶液。

洗涤纯化银纳米线是为了去除银纳米线中的杂质，其洗涤方法是本领域技术人员所熟知的。例如，其具体过程可为取底部沉淀的银纳米线，加入2-异丙氧基乙醇，混合均匀后静置，倒出上清液，仅留下底部沉淀，获得洗涤纯化后的银纳米线。