CN111091931A - 一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料制备领域,公开了一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,包括以下步骤:1)石墨烯薄膜的制备;2)石墨烯薄膜的转移;3)银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备。本发明充分发挥了银纳米线与石墨烯薄膜各自的优势,使复合薄膜具有高导电性与高透过率的同时保证其表面平整度,其电学性能已媲美ITO薄膜,且其光学透过率却更优于ITO薄膜,更适合于透明导电电极的应用。同时,本发明很好的减少了工艺流程,大大降低了材料的制备成本,有利于实现大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备领域,尤其是涉及一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法。
背景技术
随着有机电致发光器件(OrganicLight-emittingDiode,OLED)、太阳能电池以及新型柔性电子器件的迅速发展,迫使其中起重要作用的透明导电材料需从结构、性能、制备工艺等方面进行提升以满足高效器件的应用要求。现常用的ITO(氧化铟锡)等透明导电材料虽然具有良好的光电性能,但也有很多缺陷:1、铟为稀土元素,资源有限,价格昂贵;2、ITO薄膜主要采用真空溅射、蒸镀等技术制备,生产工艺复杂,成本高,大尺寸样件较难制备;3、ITO薄膜质地较脆,耐弯折性能差,无法获得柔性透明导电层。因此,寻求具有较高的稳定性,亦有高导电率和高透过率,且重量轻、可弯曲、可采用卷轴式工业化连续生产的新材料应用成为光电领域的一个重要研究方向。
石墨烯作为碳材料新兴家族中的一员,其在保持高透过率的同时还具有超高的载流子迁移率,强度高同时具备可弯曲特性,用石墨烯薄膜替代传统ITO、AZO等透明电极在光电器件中的应用,被普遍认为是最有可能率先实现突破的领域之一。而常用的化学气相沉积法(CVD)生长的石墨烯薄膜通常情况下为多晶,载流子在晶界处流动受到阻碍并且易发生散射,导致单层石墨烯薄膜的面电阻过高,通常在600Ω/□左右,这极大地阻碍了石墨烯薄膜在光电器件中应用的发展进程,尤其是作为透明导电电极。为了解决上述多晶石墨烯面电阻过高的问题,通常采用将石墨烯薄膜进行叠层、化学修饰等手段降低其面电阻以达到器件的应用要求。但是,在高透射率的前提下,尽管通过化学修饰等方法,薄膜的面电阻仍然维持在100Ω/□以上,与目前工业生产上普遍使用的ITO薄膜间仍然存在很大的差距。
银纳米线作为近来备受关注的材料之一,其搭建的薄膜具有高导电性与高透过率的突出特点,现在业界已经证明这种纳米薄膜具有很好的光电性质,在透过率为85%时方块电阻可以达到20Ω/□以下,这已经达到了可以代替ITO的水平。除此之外,银纳米线薄膜的机械稳定性也非常好,在反复弯折之后并不会发生性能的衰减,非常适合作为柔性器件的透明电极使用。银纳米线电极的制备方法也非常简单,用喷涂、旋涂、喷墨打印的多种方法都可以实现低成本且大面积制备,符合未来大尺寸器件电极的要求。因此有很多将银纳米线和其他透明电极材料结合作为复合电极使用,利用银纳米线的长程导电性和其他材料的性质来提高整体复合电极的性能,但是银纳米线复合成膜后,多存在线与线之间交叠使得表面粗糙度较高、薄膜表面平整度不好,限制其应用性能,为了减少复合薄膜的表面粗糙度,需要进一步采用复杂的制备工艺,成本高而难于实用化。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对上述现有技术的不足,提供一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,能很好的减少工艺流程,降低了成本,所制备的银纳米线/石墨烯复合薄膜结合了银纳米线与石墨烯薄膜各自的优势,使复合薄膜具有高导电性与高透过率,同时还能有效降低其表面粗糙度,而且复合薄膜还具备可弯曲特性,表现出替代ITO用于光电器件、尤其是应用于柔性光电器件的极大潜力。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,包括以下步骤:
1)石墨烯薄膜的制备:
1.1提供一生长基底;
1.2将上述的生长基底放置于管式炉中部,用机械泵将石英管内的压力抽至5pa以下,并多次通入氢气来清洗管路;
1.3控制氢气流量来保持管式炉内压力恒定,同时将管式炉升温并保持在800~1200℃,通入99.999%的甲烷气体作为碳源,使得氢气与甲烷充分混合并与生长基底良好的接触,从而实现石墨烯薄膜在生长基底表面的生长;
2)石墨烯薄膜的转移:
2.1提供一目标衬底;
2.2将步骤1)中表面长有单层石墨烯薄膜的生长基底从管式炉中取出,在石墨烯薄膜外表面旋涂一层PMMA膜层,并于烘箱中100~200℃的温度下进行固化;
2.3将上述步骤2.2处理之后的生长基底置于氯化铁溶液中,使其漂浮于其中来刻蚀生长基底,得到附着有石墨烯薄膜的PMMA膜层;
2.4用去离子水清洗上述附着有石墨烯薄膜的PMMA膜层,反复清洗几次以去除其上的残余氯化铁溶液;
2.5将上述附着有石墨烯薄膜的PMMA膜层转移至目标衬底表面,采用丙酮浸泡8~12h以去除PMMA膜层,得到带有石墨烯薄膜的目标衬底;
3)银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备:
将上述整个转移有石墨烯薄膜的目标衬底浸入预先制备好的银纳米线的悬浊液中,然后以均匀的速度将带有石墨烯薄膜的目标衬底从银纳米线悬浊液中提拉出来,在粘度和重力作用下,目标衬底表面即可形成一层均匀的液膜,固化后形成银纳米线/石墨烯复合薄膜。
进一步地,步骤1.1中所述的生长基底采用纯度为99.999%的铜箔。
进一步地,所述铜箔生长基底需要经过以下处理:
a)分别用去离子水、丙酮以及异丙醇超声清洗十分钟,然后用氮气枪将其吹干保存;
b)将步骤a)中洗好的铜箔进行电化学抛光处理,即将其放置于体积分数为50%~85%的正磷酸溶液中,并连接至电源的负极,同时采用铜片与电源正极相连作为另一个电极,电压设定为5~10V,持续抛光5~10min,以去除铜箔表面氧化层;
c)将步骤b)中抛光后的铜箔放置于去离子水中多次冲洗,以去除铜箔表面的残余磷酸,然后用氮气枪吹干,待用。
进一步地,步骤2.2中旋涂的PMMA膜层厚度为200nm~1μm。
进一步地,所述目标衬底采用石英玻璃或者硅片。
进一步地,步骤3)中的所述银纳米线悬浊液的浓度为2~4mg/ml。
进一步地,步骤3)中目标衬底表面形成银纳米线/石墨烯复合薄膜的液膜的固化过程:将带有银纳米线/石墨烯复合薄膜液膜的目标衬底于100~200℃温度下烘烤10~15min,使银纳米线之间的连接处结合更加紧密。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明采用浸渍提拉法制备的银纳米线/石墨烯复合薄膜性能优异,结合了银纳米线与石墨烯薄膜各自的优势,使复合薄膜具有高导电性与高透光率,其光学透过率更优于ITO薄膜,同时还具备可弯曲特性,在反复弯折之后并不会发生性能的衰减,非常适合作为柔性器件的透明电极使用,表现出替代ITO用于光电器件、尤其是应用于柔性光电器件的极大潜力;
2、与制备ITO薄膜采用的复杂的生产工艺相比,本发明所述的一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,有效的减少了工艺流程,降低了成本,有利于实现大规模工业化生产;
3、采用浸渍提拉法制备银纳米线/石墨烯复合薄膜还可以有效降低其表面粗糙度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为银纳米线薄膜样品的光学显微镜图,
图2为本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜样品的光学显微镜图,
图3为本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜样品于2000倍放大倍数下的电子显微镜图,
图4为本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜样品于20000倍放大倍数下的电子显微镜图,
图5为本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜样品于80000倍放大倍数下的电子显微镜图,
图6为本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜样品的面电阻率即方块电阻,以电压(uV)为纵坐标,电流(uA)为横坐标的散点图,
图7为本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜样品、银纳米线薄膜样品和石墨烯薄膜样品的透光率测试对比,
图8为本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜样品的拉曼光谱。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
本发明提供一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,包括以下步骤:
1)石墨烯薄膜的制备
1.1提供一生长基底,优选99.999%的高纯铜箔,在具体应用高纯铜箔作为生长基底时,该铜箔需要经过以下处理:
a)分别用去离子水、丙酮以及异丙醇超声清洗十分钟,然后用氮气枪将其吹干保存,在清洗之前,可以先将铜箔裁剪为合适的形状大小;
b)将步骤a)中清洗好的铜箔进行电化学抛光处理,即将其放置于体积分数为50%~85%的正磷酸溶液中,并连接至电源的负极,同时以铜片与电源正极相连作为另一个电极,电压设定为5~10V,持续抛光5~10min,以去除铜箔表面氧化层,以得到表面起伏更小、更为平整的铜箔,其中采用的正磷酸溶液的浓度优选70%;
c)将步骤b)中抛光后的铜箔放置于去离子水中多次冲洗,以去除铜箔表面的残余磷酸,然后用氮气枪吹干,待用。
1.2将上述的铜箔放置于管式炉中部,用机械泵将石英管内的压力抽至5pa以下,并多次通入氢气来清洗管路,依次来保障石墨烯薄膜良好的生长环境;
1.3控制氢气流量来保持管式炉内压力恒定,达到防止铜箔氧化以及对整个反应过程进行保护的目的,同时将管式炉升温并保持在800~1200℃,通入纯度为99.999%的甲烷气体作为碳源,使得氢气与甲烷充分混合并与铜箔良好的接触,从而实现石墨烯薄膜在生长基底表面的生长;
2)石墨烯薄膜的转移
对石墨烯薄膜的进一步表征及应用需要将石墨烯薄膜置于目标衬底上,因此需要将石墨烯薄膜从铜箔表面剥离,转移至目标衬底,因此下面需要将制备的石墨烯薄膜转移至目标衬底上,具体为:
2.1提供一目标衬底,采用石英玻璃或者硅片;
2.2将步骤1)中表面长有单层石墨烯薄膜的铜箔从管式炉中取出,在石墨烯层表面旋涂一层PMMA膜层,并于烘箱中100~200℃的温度下进行固化,其中PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯的简称,固化后PMMA膜层的厚度为200nm~1μm,优选厚度1μm;
2.3将上述带有PMMA层的、长有石墨烯薄膜的铜箔置于0.5mol/L氯化铁溶液中,刻蚀掉铜箔,得到附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜;
2.4用去离子水清洗上述附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜,实际操作时,直接将上述附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜置于去离子水进行清洗,反复清洗几次以去除其上的残余氯化铁溶液;
2.5将上述附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜转移至目标衬底上,采用目标衬底将附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜捞起,使附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜转移至目标衬底上,采用丙酮浸泡12h以去除PMMA膜层,得到带有石墨烯薄膜的目标衬底;
3)银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备
半径小于100nm的银纳米线,增加其长度能显著提高透明电极的光电性能,而半径对其透明电极的影响较小,较长的银纳米线还能有效地降低接触电阻的影响;浓度为2mg/ml的银纳米线悬浊液可以达到我们对透明电极的初步需求,所以银纳米线悬浊液的浓度优选2mg/ml。
将上述整个带有石墨烯薄膜的目标衬底浸入预先制备好的2mg/ml银纳米线的悬浊液中,然后以均匀的速度将目标衬底从银纳米线悬浊液中提拉出来,在粘度和重力作用下,衬底表面即可形成一层均匀的液膜,固化后形成银纳米线/石墨烯复合薄膜,固化过程为:将带有银纳米线/石墨烯复合薄膜液膜的目标衬底于100~200℃温度下烘烤10~15min,使银纳米线之间的连接处结合更加紧密、可以减小线间电阻。
本发明采用浸渍提拉法制备的银纳米线/石墨烯复合薄膜性能优异,结合了银纳米线与石墨烯薄膜各自的优势,使复合薄膜具有高导电性与高透光率,与制备ITO薄膜采用的复杂的生产工艺相比,有效的减少了工艺流程,降低了成本,有利于实现大规模工业化生产。
下面结合实施例对本发明进行进一步详细说明:
实施例1
1)石墨烯薄膜的制备:以99.999%的高纯铜箔作为生长基底,先将铜箔裁剪为合适的形状大小,再分别用去离子水、丙酮以及异丙醇超声清洗十分钟,然后用氮气枪将其吹干保存;将清洗好的铜箔进行电化学抛光处理:放置于体积分数为70%的正磷酸溶液中,并连接至电源的负极,同时以铜片与电源正极相连作为另一个电极,电压设定为5~10V,持续抛光5~10min,以去除铜箔表面氧化层,以得到表面起伏更小、更为平整的铜箔;将抛光后的铜箔放置于去离子水中多次冲洗,以去除铜箔表面的残余磷酸,然后用氮气枪吹干,待用;将处理好的铜箔放置于管式炉中部,用机械泵将石英管内的压力抽至5pa以下,并多次通入氢气来清洗管路,依次来保障石墨烯薄膜良好的生长环境;控制氢气流量来保持管式炉内压力恒定,达到防止铜箔氧化以及对整个反应过程进行保护的目的,同时将管式炉升温并保持在800~1200℃,通入纯度99.999%的甲烷作为碳源,使得氢气与甲烷充分混合并与生长基底良好的接触,持续一段时间,从而实现石墨烯薄膜在生长基底表面的生长;
2)石墨烯薄膜的转移
将上述表面长满一层石墨烯的铜箔从管式炉中取出,在石墨烯层表面旋涂一层PMMA膜层,并于200℃的烘箱中固化,其中PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯的简称,固化后的PMMA膜层厚度约为1μm;将上述带有PMMA膜层的铜箔置于浓度为0.5mol/L的氯化铁溶液中,使铜箔漂浮于氯化铁溶液中,以此来刻蚀铜箔,得到附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜;将上述附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜置于去离子水进行清洗,反复清洗几次以去除其上的残余氯化铁溶液;采用石英玻璃衬底将附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜捞起,使附着有PMMA膜层的石墨烯薄膜转移至石英玻璃衬底上,然后采用丙酮浸泡12h以去除PMMA膜层,得到带有石墨烯薄膜的石英玻璃衬底;
3)银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备
将上述整个带有石墨烯薄膜的石英玻璃衬底浸入浓度为2mg/ml的银纳米线的悬浊液中,然后以均匀的速度将目标衬底从银纳米线悬浊液中提拉出来,在粘度和重力作用下,石英玻璃衬底表面即可形成一层均匀的液膜,将其于150℃温度下烘烤10min来使液膜固化,固化形成银纳米线/石墨烯复合薄膜。
上述的石英玻璃衬底可以使用硅片衬底来替代。
实施例2~实施例3的具体制备过程与实施例1的不同条件如下表,其他均相同:
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
银纳米线的悬浊液浓度(mg/ml) | 2 | 3 | 4 |
烘烤温度(℃) | 150 | 150 | 150 |
烘烤时间(min) | 10 | 10 | 10 |
以未经过复合的单层石墨烯薄膜样品为对比例1、银纳米线薄膜样品为对比例2。
性能测试
将实施例1~3提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜以及对比例1的单层石墨烯薄膜和对比例2的银纳米线薄膜分别进行性能测试,分别测试:
①表面电阻率:采用四探针法测定薄膜样品的表面电阻率;
②透光率:用紫外/可见/近红外分光光度计(Lambda 950)测试样品的在光波长为200~1000mm的透光率;
③抗弯折疲劳性能:将样品的两端固定在拉伸台上进行双向压缩,压缩速率为1.5mm/min,当压缩形变达到100%时停止压缩并恢复形变至0%,以此作为一次弯折;然后重复上述弯折实验,采用四探针法测定不同弯折次数下样品的导电性能;分别测试50次、500次和1000次弯折次数下的导电性能;
测试结果如下表:
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
方块电阻(Ω/□) | 34.8 | 34.1 | 33.4 | 600 | 20 |
550nm的透光率(%) | 93 | 92.6 | 91 | 97.4 | 85 |
抗弯折疲劳性能(Ω/□) | 34.8 | 34.6 | 34.1 | 605 | 22 |
通过对比来看,实施例1~3提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜是将银纳米线和石墨烯复合薄膜各自的优势结合在一起,具有高导电性与高透光率,高导电性体现在复合薄膜的方块电阻相比未复合的石墨烯薄膜有了大大的降低,高透光率体现在透光率均达到了90%以上,同时经过抗弯折疲劳性能测试的方块电阻都没有太大的改变,说明其抗弯折疲劳性能远强于ITO薄膜。虽然银纳米线薄膜导电性能非常优异,并且银纳米线薄膜的抗弯折疲劳性能也较好,但是其光学透过率还是略逊一筹,且银纳米线薄膜层存在线与线之间交叠使得其表面粗糙度较高、薄膜表面平整度不好,表面起伏过大,限制了其直接在透明导电领域中的应用,通过与石墨烯薄膜的复合来降低表面粗糙度。
通过实施例1~3之间的对比来看,实施例1提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜,具有的导电性与透光率均为最优,因此实施例1为最佳实施例。
经过反复试验,发现步骤3)银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备中,进行材料复合时的烘烤温度(℃)和烘烤时间(min)的变化对制备的银纳米线/石墨烯复合薄膜的性能有影响,因此在最佳实施例—实施例1的基础上,以烘烤温度(℃)和烘烤时间(min)作为变量来进一步对发明进行说明:
实施例4~实施例9的具体制备过程与实施例1的不同条件如下表,其他均相同:
性能测试
同样对实施例4~9提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜分别进行性能测试,分别测试表面电阻率、透光率和抗弯折疲劳性能:
测试结果如下表:
综上,随着烘烤温度(℃)降低,所制备的银纳米线/石墨烯复合薄膜的导电性能有减弱的趋势,即方块电阻有所增加,透光率和抗弯折疲劳性能都有所降低,当烘烤温度(℃)升高或者烘烤时间(min)增加时,所制备的银纳米线/石墨烯复合薄膜存在微弱老化,导电性能也存在减弱的趋势即方块电阻有所增加,透光率有所降低,抗弯折疲劳性能基本变化不大,因此可以得出实施例1仍然是最佳实施例,复合薄膜固化过程最佳的烘烤温度为150℃、烘烤时间为10min。
最后再以工业生产上普遍使用的ITO薄膜最样品为对比例3与最佳实施例-实施例1提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜进行结构和性能对比分析,如下表:
项目 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
方块电阻(Ω/□) | 34.8 | 600 | 20 | 30 |
550nm的透光率(%) | 93 | 97.4 | 85 | 80 |
抗弯折疲劳性能(Ω/□) | 34.8 | 605 | 22 | 90 |
可以看出实施例1提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜结合了银纳米线和石墨烯薄膜各自的优势,其电学性能已媲美对比例3的ITO薄膜、光学透过率更优于ITO薄膜,而且其耐弯折性能相对于ITO薄膜有了极大的改善,非常适合作为柔性器件的透明电极使用,表现出替代ITO用于光电器件、尤其是应用于柔性光电器件的极大潜力。
进一步对本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜进行结构和性能分析。
如图2至图5,本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜没有发现团聚现象,搭建的结构均匀稳定,同时因为表面有石墨烯的覆盖,银纳米线表面平整度有了很大的提高,这对于透明导电电极的应用非常重要;
如图6,本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜通过四探针法测量的方块电阻曲线近似呈一条直线,波动很小,在样品无限薄的情况下,可以计算出银纳米线/石墨烯薄膜的方块电阻在34(±1)Ω范围内,可以媲美ITO薄膜;
如图7和图8,本发明提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜的透过率虽然小于单层石墨烯薄膜和银纳米线薄膜,但在550nm之后的透过率一直高于92%,波动范围在0~0.3%之间非常稳定,与工业生产上普遍使用的ITO薄膜相比较透光率更加优异。
经过本发明所提供的银纳米线/石墨烯复合薄膜的机械稳定性非常好,在反复弯折之后并不会发生性能的衰减,非常适合作为柔性器件的透明电极使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)石墨烯薄膜的制备:
1.1提供一生长基底;
1.2将上述的生长基底放置于管式炉中部,用机械泵将石英管内的压力抽至5pa以下,并多次通入氢气来清洗管路;
1.3控制氢气流量来保持管式炉内压力恒定,同时将管式炉升温并保持在800~1200℃,通入99.999%的甲烷气体作为碳源,使得氢气与甲烷充分混合并与生长基底良好的接触,从而实现石墨烯薄膜在生长基底表面的生长;
2)石墨烯薄膜的转移:
2.1提供一目标衬底;
2.2将步骤1)中表面长有单层石墨烯薄膜的生长基底从管式炉中取出,在石墨烯薄膜外表面旋涂一层PMMA膜层,并于烘箱中100~200℃的温度下进行固化;
2.3将上述步骤2.2处理之后的生长基底置于氯化铁溶液中,使其漂浮于其中来刻蚀生长基底,得到附着有石墨烯薄膜的PMMA膜层;
2.4用去离子水清洗上述附着有石墨烯薄膜的PMMA膜层,反复清洗几次以去除其上的残余氯化铁溶液;
2.5将上述附着有石墨烯薄膜的PMMA膜层转移至目标衬底表面,采用丙酮浸泡8~12h以去除PMMA膜层,得到带有石墨烯薄膜的目标衬底;
3)银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备
将上述整个带有石墨烯薄膜的目标衬底浸入预先制备好的银纳米线的悬浊液中,然后以均匀的速度将带有石墨烯薄膜的目标衬底从银纳米线悬浊液中提拉出来,在粘度和重力作用下,目标衬底表面即可形成一层均匀的液膜,固化后形成银纳米线/石墨烯复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,其特征在于:步骤1.1中所述的生长基底采用纯度为99.999%的铜箔。
3.根据权利要求2所述的一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述铜箔生长基底需要经过以下处理:
a)分别用去离子水、丙酮以及异丙醇超声清洗十分钟,然后用氮气枪将其吹干保存;
b)将步骤a)中洗好的铜箔进行电化学抛光处理,即将其放置于体积分数为50%~85%的正磷酸溶液中,并连接至电源的负极,同时以铜片与电源正极相连作为另一个电极,电压设定为5~10V,持续抛光5~10min,以去除铜箔表面氧化层;
c)将步骤b)中抛光后的铜箔放置于去离子水中多次冲洗,以去除铜箔表面的残余磷酸,然后用氮气枪吹干,待用。
4.根据权利要求1所述的一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,其特征在于:步骤2.2中旋涂的PMMA膜层厚度为200nm~1μm。
5.根据权利要求1所述的一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,其特征在于:所述目标衬底采用石英玻璃或者硅片。
6.根据权利要求1所述的一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,其特征在于:步骤3)中的所述银纳米线悬浊液的浓度为2~4mg/ml。
7.根据权利要求1所述的一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法,其特征在于:步骤3)中衬底表面形成银纳米线/石墨烯复合薄膜的液膜的固化过程:将带有银纳米线/石墨烯复合薄膜液膜的目标衬底于100~200℃温度下烘烤10~15min,使银纳米线之间的连接处结合更加紧密。
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