银纳米线的制备及其在导电胶中的应用

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银纳米材料的小尺寸使它具有高的比表面,从而具有特殊的物理、化学和机械性能,目前在导电浆料、光学器件、催化、医药等领域中应用广泛。纳米材料的直径、尺寸和形貌等参数对它的电学、热学和光学性能有很大影响,因此能否可控的合成不同形态的银纳米材料,包括颗粒、棒、纳米线等,就显得十分的重要。本文采用一步多元醇还原法制备银纳米线,研究了在乙二醇还原体系和丙三醇还原体系中进行制备的方法。在这两种反应体系中,重点研究了PVP和AgNO3的摩尔比、反应温度与时间、AgNO3浓度、PVP分子量、反应气氛、控制剂的添加等工艺参数对产物形貌与结构的影响,得到了在乙二醇还原体系下制备银纳米棒的最佳实验方案和在丙三醇体系下制备银纳米线的最佳实验方案。本论文对产物的形貌和结构进行了较为系统的表征。研究表明,产物为具有面心立方结构的金属银,结晶度好且尺寸均匀。其中制备的银纳米棒长度平均为2~5μm,直径平均为100~200nm;银纳米线的线长平均为10~15μm,直径平均在60~100nm。分别对这两种方案进行放大实验,结果发现做放大实验后产物的尺寸不是特别的均匀,有少量的粒子,但所得产物的形貌大体一致,因此,具有进行量产的可能。本论文研究发现了在制备银纳米棒的乙二醇体系中,添加一种刻蚀剂,可以在反应初期多次孪晶晶核长大成银纳米线之前对孪晶晶种进行刻蚀,从而使最终产物中银纳米线减少而单晶晶核长大成的银颗粒增多。银系导电胶是银纳米材料的一项重要应用。导电性能是导电胶最基本而且最重要的性能之一,采用不同形貌的纳米银作导电填料可以改善导电胶的导电性。研究表明,在以大颗粒银粉为主要导电填料,添加一定量的银纳米棒和银纳米粒子,可以提高导电胶的导电性能。因为银纳米棒能够填充在颗粒状银粉的间隙中,也可以作为一条短的导电通路相互搭联,从而增加导电通路形成导电网络,有利于降低导电胶的体积电阻率。纳米粒子可以填充在棒与棒之间、颗粒状银粉之间不接触的区域,使导电网络更为完善,从而降低导电胶的体积电阻率。
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