当前电子设备逐渐向智能化、柔性化、集成化和轻薄化方向发展。柔性印刷电子采用印刷工艺制备出柔性器件,具有成本低、工艺简单、可智能化设计等特点。将导电墨水与印刷技术相结合,可实现基础电路的绿色、增材、快速制备。柔性电路需要两种不同形态的导电薄膜:其一是导电线路或图案,传统工艺是通过刻蚀箔材来实现,该过程会产生大量污染;其二是大面积导电薄膜,通常采用镀膜工艺制备,以无机氧化物为主,但存在薄膜脆性大和原料资源短缺等问题。纳米银基材料由于具有良好的导电性和稳定性而具有广阔的应用潜力,但目前因其成本、量产稳定性等问题,还未能实现产业化应用,需要进一步研究优化。本论文围绕柔性印刷电子的实际应用需求展开,通过不同形态的功能性纳米银材料的制备,包括以络合物形式存在的无颗粒银导电墨水、纳米银颗粒、纳米银线等,研究了合成参数、宏量制备的工艺和相关机理,对材料进行改性和复合化,将其用于柔性印刷电子方面。具体研究工作及特色如下:1.首次将功能性助剂2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)用于导电墨水制备方面,将前驱体碳酸银溶于AMP/甲醇中,快速合成了可低温烧结的无颗粒银导电墨水,并对其性能和机理进行研究。结果表明,当AMP/甲醇为1:1.5时,墨水中银含量可达13.15 wt.%,具有最佳导电性,烧结温度可低至100℃。电阻率达到5μΩ·cm,约为块状银的3倍。AMP中的氨基上的孤对电子可与银离子形成银氨络合物,不仅增加了难溶性银盐的溶解度,也降低了墨水的烧结温度。该无颗粒墨水解决了喷头堵塞问题,并可用于精细导电电路和图案的制备。2.研究了微波辅助法快速宏量制备纳米银颗粒(Ag NPs)的工艺,通过优化参数和对其制备机理的研究,实现了在较宽的工艺参数窗口内Ag NPs的快速大量制备,并研制出颗粒型银导电墨水和导电笔,开发了与之配套的涂层材料。结果表明,Ag NPs粒径小于20 nm,分散性良好,制备时间仅需数分钟,产率高达80%;利用二氧化硅基涂层中的分散剂(聚二烯二甲基氯化铵)与纳米银颗粒表面保护剂(聚丙烯酸)的化学作用,实现了纳米银颗粒的室温烧结。将纳米银颗粒墨水与涂层基材结合,通过书写或喷墨打印技术制备了电路图案。3.采用复合醇溶液还原法制备了直径30~50 nm,长度30~60μm的纳米银线(Ag NWs),研究了硝酸银滴加速度、溴化钾含量、反应温度、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分子量及含量等因素对纳米银线形貌的影响和作用机理,并制备了纳米银线透明导电膜(Ag NW TCF)。结果表明,硝酸银较优的滴加速度为10~15rpm;优化溴化钾含量后合成的纳米银线的长度可达60μm,长径比大于1000;最佳反应温度为130~140℃;利用大分子量PVP的空间位阻效应和小分子量PVP的吸附效应,得到了具有高长径比的纳米银线。所制备的Ag NW TCF具有良好的光电性能、热稳定性和机械稳定性。4.通过用羟丙基甲基纤维素(HPMC)改善纳米银线的分散性或者将Ag NWs与导电材料(氧化石墨烯(GO)或单壁碳纳米管(SWCNT))复合来制备高质量的纳米银线基透明导电薄膜(TCF),并将其用于加热膜、液晶调光器件、电致变色器件的制备方面。结果表明,HPMC由于自身空间位阻作用以及与银线表面的PVP间的氢键作用,提高了Ag NWs的分散性,基于Ag NW/HPMC TCF的加热膜的热效率高达417℃/(W/cm~2)。GO与Ag NWs间通过静电相互作用结合,经还原处理后,Ag NWs与石墨烯形成异质结,从而提高了光电性能。基于SWCNT/Ag NW TCF的加热膜可承受最大电流高达4 A,具有良好的热稳定性,归因于SWCNT搭接在Ag NWs上,等效于多个并联电阻提供更多的导电通路,避免局部过热导致的失效。