[发明专利]一种基于银纳米线的透明导电纸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，具体涉及一种基于银纳米线的透明导电纸及其制备方法。

背景技术

随着移动智能设备的快速发展，透明电极的市场迅猛增长。锡掺杂氧化铟(ITO)透明电极是现在透明电极的主要材料，但是由于In比较稀缺导致ITO价格昂贵。此外，ITO作为金属氧化物材料具有脆性，不适用于柔性显示。因此，人们致力于研究新的电极材料，如银纳米线、碳纳米管、石墨烯、导电聚合物等。

随着显示技术逐渐朝着柔性显示方向发展，对于电极也有了柔性化的要求。现在柔性电极的衬底多是采用塑料，但是塑料是石油炼制的产品制成的，石油是有限的，是不可再生资源。因此十分有必要寻求新型环保材料来实现柔性显示的需求。

纸作为生活中应用广泛的一种材料，主要成分是纤维素，纤维素是地球上最丰富的有机物质，是许多可持续材料的关键来源，因此采用纸基电极具有环保、可持续的优点。但是纸表面是多孔结构，通常比较粗糙而且不透明这限制了纸在柔性显示上的应用。

所以，开发出可见光透过率高、方块电阻小、化学稳定性好、能够在柔性衬底上稳定使用的新型透明导电纸，在太阳能电池、触摸屏、柔性显示和电子纸领域具有良好的应用价值，经济和社会效益突出。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种基于银纳米线的透明导电纸的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的透明导电纸。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于银纳米线的透明导电纸的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将木质纤维素纤维加入到水中，在氧化体系及碱性条件下均质氧化处理，得到纤维素纳米纤维悬浮液，将悬浮液稀释后超声除泡处理，然后流延成膜，干燥，得到纳米纸；

(2)将银纳米线加入到异丙醇中分散均匀得到银纳米线溶液，然后将所得银纳米线溶液涂覆到步骤(1)所得纳米纸上，干燥，在纳米纸上得到银纳米线透明导电薄膜；

(3)将步骤(2)所得银纳米线透明导电薄膜进行退火处理，得到基于银纳米线的透明导电纸。

优选地，步骤(1)中所述的氧化体系为TEMPO/NaBr/NaClO氧化体系，所述的碱性条件为pH值10～11。

优选地，步骤(1)中所述悬浮液稀释后的浓度为0.5wt％。

优选地，步骤(1)中所述的干燥是指在温度38℃、相对湿度80％的条件下干燥12h。

优选地，步骤(2)中所述的银纳米线是指线径为30～50nm，长度为≥20μm的银纳米线。

优选地，步骤(2)中所述银纳米线溶液的浓度为1.0～1.5mg/ml。

优选地，步骤(2)中所述涂覆的方法为旋涂、滴涂、刮涂或喷涂中的任意一种。更优选的涂覆方法为旋涂，旋涂转速为1500～6000r/min，旋涂次数为1～4次。

优选地，步骤(3)中所述的退火处理是指在140℃退火处理30min。退火的目的是为了增强银纳米线之间的接触以及银纳米线与纳米纸之间的接触，降低银纳米线之间的结电阻，从而提高透明电极的导电性。

一种基于银纳米线的透明导电纸，通过上述方法制备得到。

相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：

(1)本发明的制备方法简单，并且可以在一个较低温的环境下制备。

(2)本发明所采用的纳米纸材料由木质纤维素纳米纤维制备得到，具有异的光学性能、力学性能和热稳定性。

(3)本发明所得透明导电纸具有较理想的透光率和方阻，为穿戴式设备和电子报纸等柔性显示提供了可能。

附图说明

图1是实施例1～3所得银纳米线透明导电纸的方阻和平均光透过率折线图；

图2是实施例1～3所得银纳米线透明导电纸的透过率曲线图；

图3是实施例1～3所得银纳米线透明导电纸放大2000倍的SEM图片。从上至下旋涂转速依次为1500r/min(实施例1)、3000r/min(实施例2)和6000r/min(实施例3)；

图4是实施例4～7所得银纳米线透明导电纸的方阻和平均光透过率折线图；

图5是实施例4～7所得银纳米线透明导电纸的透过率曲线图；

图6是实施例4～7所得银纳米线透明导电纸放大2000倍的SEM图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。