一种金属纳米薄膜及其制备方法

本发明属于透明电子信息材料制备，涉及一种具有高稳定性、高光学透过性和导电性的金属纳米薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着信息技术的发展，透明导电薄膜以其优异的光学和电学性能被广泛应用于触摸屏、液晶显示等电子技术领域。作为透明电子元件的重要组成部分，其研究与开发一直受到广泛关注。透射率和电阻作为透明电子元件的重要因素，是研究其光电特性的重要对象。近年来，高透光率(透光率>80％)、低方阻(方阻<50ω/sq.)透明导电薄膜材料的研究已成为信息功能材料领域的研究热点。

2、目前已经发现，喷涂得到的cunws薄膜(铜纳米线薄膜)经冰醋酸处理后，可以获得更低的电阻率和更高的透光率，但材料的均匀性和稳定性仍然不足。通过施加电镀以及添加保护层对铜纳米线薄膜的优化，可以提高薄膜的均匀性和稳定性，得到性能良好的透明导电薄膜材料。现阶段，可通过将cunws薄膜在cu2+电镀溶液中的进行电镀，来降低cunws的电阻率。但是进行电镀后的金属纳米线稳定性不高，无法达到理想的效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种金属纳米薄膜及其制备方法，可以解决现有技术中铜纳米线薄膜电镀后稳定性不足的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供一种金属纳米薄膜制备方法，包括以下步骤：

4、制备铜纳米线溶液；

5、将铜纳米线溶液均匀喷涂在pet基底上，在室温下自然挥发，制成铜纳米线透明导电薄膜材料；

6、将铜纳米线透明导电薄膜材料置于配好的400ml电镀液中进行电镀20s；

7、在电镀后的铜纳米线透明导电薄膜材料上包覆包覆液，包覆时间为1h，包覆完成后用去离子水清洗表面，于室温下挥发干燥，得到金属纳米薄膜。

8、进一步的，所述制备铜纳米线溶液的步骤包括：

9、步骤s1、用电子天平按摩尔比cucl2:c6h12o6:oda＝1:(1～3):(4～8)进行配料，溶于60ml去离子水中；

10、步骤s2、将步骤s1得到的混合液放置在磁力搅拌机中，在室温下以300r转速搅拌5～10h形成蓝色溶液；

11、步骤s3、将搅拌混合均匀的蓝色溶液转移至水热反应釜中，并于110～130℃下反应24～30h，反应结束后自然冷却至室温，得到铜纳米线溶液；

12、步骤s4、将铜纳米线溶液进行清洗。

13、进一步的，所述将铜纳米线溶液进行清洗的步骤包括：

14、将铜纳米线溶液平均分配到偶数个离心管中；

15、用去离子水离心清洗：向每个离心管中加入20-30ml去离子水，先以2000r进行离心清洗5min，再以12000r进行离心5min，倒掉上层清液；

16、然后以用去离子水清洗相同的方法，分别用正己烷、异丙醇进行离心清洗，完成后将产物分散在异丙醇中备用。

17、进一步的，所述将铜纳米线溶液均匀喷涂在pet基底上的步骤包括：将铜纳米线溶液稀释后加入到喷瓶中，将喷瓶于500r/min转速下旋转并喷洒铜纳米线溶液于pet基底上。

18、进一步的，所述电镀液的制备过程包括：将25g的hedp、4g的cu2+和16g的k2co3溶于400ml去离子水中，并用koh调节ph值至9～10之间。

19、进一步的，电镀温度为室温，电镀电压为0.1v～2v。

20、优选的，电镀电压为0.7v。

21、进一步的，所述包覆液的组份及占比为：snf:异丙醇:去离子水＝0.04:25:17。

22、第二方面，本发明提供一种金属纳米薄膜，由上述制备方法制备而成，由内而外依次包括基底层、喷涂层、电镀侧和包覆层。

23、本发明的金属纳米薄膜及其制备方法，将snf(单根sio2纳米纤维)应用于金属纳米线的表面修饰。通过在电镀后的金属纳米线上进行snf包覆，形成一层包覆层，在保证较低的电阻率和较高透光率的同时，大大提高了cunws薄膜的稳定性。三层复合薄膜的性能远优于未经处理的铜纳米线薄膜，通过调节包覆时间，可以获得最佳的铜纳米线基透明导电膜。

技术特征：

1.一种金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，所述制备铜纳米线溶液的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，所述将铜纳米线溶液进行清洗的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，所述将铜纳米线溶液均匀喷涂在pet基底上的步骤包括：将铜纳米线溶液稀释后加入到喷瓶中，将喷瓶于500r/min转速下旋转并喷洒铜纳米线溶液于pet基底上。

5.根据权利要求1所述的金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，所述电镀液的制备过程包括：将25g的hedp、4g的cu2+和16g的k2co3溶于400ml去离子水中，并用koh调节ph值至9～10之间。

6.根据权利要求1所述的金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，电镀温度为室温，电镀电压为0.1v～2v。

7.根据权利要求6所述的金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，电镀电压为0.7v。

8.根据权利要求1所述的金属纳米薄膜制备方法，其特征在于，所述包覆液的组份及占比为：snf:异丙醇:去离子水＝0.04:25:17。

9.一种金属纳米薄膜，其特征在于，由权利要求1至8任一项所述的金属纳米薄膜制备方法制备而成，由内而外依次包括基底层、喷涂层、电镀侧和包覆层。

技术总结
本发明提供一种金属纳米薄膜及其制备方法，将SnF应用于金属纳米线的表面修饰。通过在PET基底上喷涂铜纳米线溶液，然后再进行电镀，在电镀后的金属纳米线上进行SnF包覆，形成一层包覆层，在保证较低的电阻率和较高透光率的同时，大大提高了铜纳米线薄膜的稳定性。三层复合薄膜的性能远优于未经处理的铜纳米线薄膜，通过调节包覆时间，可以获得最佳的铜纳米线基透明导电膜。

技术研发人员：郑浩然,郭海龙,赵晓芳,肖心远,秦诗佳,张胜宾,张永栋,刘华珠,邱蓉,钟善兴,蓝文辉,张文钟
受保护的技术使用者：广东交通职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17