[发明专利]一种抗氧化的铜纳米线透明电极及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种抗氧化的铜纳米线透明电极及其制备方法和应用，属于磁传感技术领域。本发明的抗氧化的铜纳米线透明电极的制备方法，先对铜纳米线原液经过清洗纯化，高压喷涂成膜，再经酸洗、氩气等离子体处理，最后通过原子层沉积技术(ALD)在铜纳米线导电网络上沉积氧化铝保护层，形成以铜纳米线为内核、氧化铝为外壳的异质结构，得到抗氧化很强的铜纳米线透明电极。本发明中通过原子层沉积的氧化铝，致密，隔离效果好，抗氧化性能强；引入的氧化铝外壳厚度为均匀的纳米级别，对透明电极的透光性和方阻几乎没有影响；氩气等离子处理可对铜纳米线导电网络起到焊接作用，极大地减少了接触电阻，提高导电性能。

技术领域

本发明属于磁传感技术领域，涉及一种抗氧化的铜纳米线透明电极及其制备方法和应用。

背景技术

金属纳米线因其优良的光学性能、电学性能、力学性能和热学性能在柔性显示电子领域里广受关注。在众多金属纳米线中，铜纳米线在生产成本上具备十分明显的优势，有着重大的经济研究价值。但新合成出的铜纳米线表面附着包覆剂和金属氧化物，影响铜纳米线网络的导通；加上铜的金属性较为活泼，当其达到纳米级别，比表面积变大，与氧气、水蒸汽有效接触面积也变大，加剧了氧化腐蚀，常温下未经保护处理的铜纳米线导电网络短时间内方阻急剧上升，缺点同样十分明显，很大程度上限制了其发展和应用。

现有技术中，公开号为CN108707997A的中国专利公开了一种还原氧化石墨烯包覆铜纳米线复合材料的制备方法，采用还原氧化石墨烯包覆铜纳米线，短期内提升了抗氧化性，但工艺过于复杂繁琐，并且还原氧化石墨烯导电性能较好，若长期包裹铜纳米线会发生电化学反应，反而加速铜纳米线腐蚀。公开号为CN106536094A的中国专利公开了银包覆的铜纳米线及其制备方法，通过使用哌嗪(C₄H₁₀N₂)和/或六亚甲基二胺(C₆H₁₆N₂)的化学方法合成铜纳米线，然后用银通过使用化学镀法对其进行包覆，从而防止铜纳米线的氧化，上述方法很大程度提高了抗氧化性能，但化学镀法难以控制银镀层的厚度，容易生成大块银颗粒，这极大地影响了成膜后的光学性能，昂贵的成本也限制了其大规模推广。可见，现有技术铜纳米线抗氧化处理方法有一定成效，但总会存在铜纳米线表面的抗氧化包覆层不均匀、透光率下降严重、抗氧化性弱或者操作过于复杂等缺点。

因此，亟待研究一种同时具备高透明、低方阻和强抗氧化性的铜纳米线透明电极及其制备方法和应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种抗氧化的铜纳米线透明电极的制备方法，通过ALD技术在铜纳米线导电网络上沉积氧化铝保护层来制备强抗氧化性的铜纳米线透明电极，使其同时具备高透明、低方阻和强抗氧化性，以全部或部分解决上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种抗氧化的铜纳米线透明电极的制备方法，包括以下步骤：

S1：取液相法制备得到的铜纳米线原液，采用非极性有机溶剂清洗并离心分离，将得到的铜纳米线溶于无水乙醇中得到铜纳米线分散液；

S2：用去离子水稀释步骤S1得到的铜纳米线分散液，并超声处理；

S3：在步骤S2得到的溶液中加入有机酸溶液，同时超声处理，除去铜纳米线表面的包覆剂；

S4：对步骤S3得到的溶液进行滤膜抽滤纯化，随后将铜纳米线重新溶解于无水乙醇中；

S5：重复一遍步骤S2中的稀释和步骤S4中的滤膜抽滤纯化、重溶解过程，得到铜纳米线喷涂液以备用；

S6：将步骤S5得到的喷涂液在柔性基底上进行高压喷涂成膜，同时用加热台在柔性基底底部加热蒸发溶剂，得到铜纳米线薄膜；

S7：将步骤S6得到的铜纳米线薄膜加入所述有机酸溶液中浸泡处理，之后用无水乙醇润洗，再真空烘干，初步得到铜纳米线透明电极；