高分散稳定性纳米银颗粒的合成与性能研究

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近年来,伴随着印刷电子技术的快速发展,喷墨印刷电子技术因其环保、高效及低成本等特点而备受国内外瞩目。纳米金属喷墨导电墨水是未来喷墨印刷电子研究的关键技术之一,因此获得高导电性、稳定性良好及低后处理温度的喷墨导电墨水是印刷电子技术的发展基础。本论文的目的在于:从保护剂角度,研究溶剂型纳米银导电墨水与水性纳米银导电墨水,并探索导电墨水固含量、稳定性以及涂层电阻率的影响因素。本论文分别以十二胺(DDA)、十二硫醇(DDT)与巯基乙醇(MEA)为保护剂,合成了纳米银颗粒;研究了保护剂对纳米银分散液的固含量、稳定性以及保护剂对纳米银涂层导电性能的影响。结果表明:(1)以DDA与DDT为混合保护剂合成了Ag-NS纳米颗粒,其粒径约为5nm。保护剂中适量的DDT有助于纳米银分散液的稳定性与固含量的提高,固含量为20%的Ag-NS2分散液可以在室温下稳定存在2个月,其稳定性明显优于Ag-DDA与Ag-DDT分散液的。同时,由于保护剂中含有DDT对纳米银涂层产生了影响,保护剂中DDT的含量越多,纳米银涂层的导电性能就越差。这主要是由于加热温度低于150℃不能使DDT分解,使得它仍然殘留涂层中,导致涂层的导电性能降低。(2)利用置换法和化学还原法合成了以MEA为保护剂的纳米银颗粒,化学还原法能得到粒径均一的纳米银颗粒,且其分散液固含量和涂层导电性能要优于置换法的。选择Ag-NS2纳米颗粒制备了纳米银喷墨导电墨水,并利用Epson Me1+打印机进行了喷墨打印,打印图案经过130℃分别加热10min、60min后,表面电阻率分别为7.17μΩ·cm、5.50μΩ·cm。
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