+86-757-8128-5193

معرض

تطبيقات الفضة الأسلاك المتناهية الصغر على شفاف إجراء السينما والكهربائي من الكهروكيميائي

نبذة مختصرة

أسلاك متناهية الصغر من الفضة له تطبيقات محتملة على فيلم شفاف إجراء والقطب مكثف الكهروكيميائية بسبب الموصلية الممتاز. فيلم شفاف إجراء كان (G-فيلم) بواسطة طلاء أسلاك الفضة على ركيزة الزجاج باستخدام ماير طريقة قضيب، التي أظهرت أداء أفضل من الأنابيب النانوية الكربونية والجرافين أعد. التوصيل من G-فيلم يمكن تحسينها عن طريق زيادة درجة حرارة التلبيد. كانت ملفقة الكهربائي مكثف الكهروكيميائية (I-فيلم) خلال نفس الأسلوب مع G-فيلم على أكسيد الإنديوم القصدير (ايتو). كان منحنيات السيرة الذاتية I-فيلم تحت مسح معدلات مختلفة قمم الأكسدة واضحة، والتي أشارت إلى أن I-فيلم أظهرت الأداء الممتاز pseudocapacitance الكهروكيميائية والعودة إلى الوراء جيد خلال عملية تهمة / التفريغ. وبالإضافة إلى ذلك، تم قياس السعة المحددة للI-فيلم من خلال التجارب تهمة / التفريغ galvanostatic، مشيرا إلى أن I-فيلم يعرض السعة الخاصة عالية والاستقرار الكهروكيميائية ممتازة.

1 المقدمة

في السنوات الأخيرة، المواد النانوية المعدنية النبيلة، تصبح المواد متناهية الصغر وخاصة الفضة التركيز على البحوث بسبب الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة، التي استخدمت على نطاق واسع في الحفز [ 1 ]، والبصرية والكهربائية [ 2 ، 3 ]، ومضاد للجراثيم [ 4 ] المناطق. بين مختلف هذه النانو الفضية، وقد اجتذب أسلاك متناهية الصغر قوات مكثفة نظرا لالموصلية عالية العاصمة والنفاذية البصرية. كما أصبحت الأجهزة البصرية الالكترونية أصغر حجما وأخف وزنا، وهناك حاجة متزايدة لأقطاب شفافية وكفاءة. المادة الأكثر شيوعا من الاقطاب الكهربائية الشفافة هي أكسيد القصدير الإنديوم (ITO)؛ ومع ذلك، ايتو لا يمكن مواكبة تطور الأجهزة البصرية الالكترونية بسبب التكلفة العالية، وهشاشة، وعملية إعداد حرجة به. على الرغم من أن الناس قد حاولوا استخدام مواد أخرى لتصنيع الاقطاب الكهربائية الشفافة، مثل أنابيب الكربون النانوية (الأنابيب النانوية الكربونية) [ 5 - 8 ]، الجرافين [ 9 - 11 ]، وإجراء البوليمر [ 12 - 14 ]، والمشكلة أن كيفية تحقيق نسبة النفاذية إلى ورقة المقاومة (روبية) يصل الى ايتو لا يزال لا يمكن حلها. لذلك، وضعت العديد من المجموعات الجهود على أسلاك معدنية، لا سيما أسلاك الفضة. الليم وآخرون. [ 15 ] كان لها السبق أسلاك الفضة كما القطب في الخلايا الشمسية، وكان النفاذية منه 89.3٪ مع انخفاض روبية / متر مربع. منذ ذلك الحين، تم ملفقة الأفلام أسلاك متناهية الصغر من الفضة بواسطة تقنية قضيب طلاء [ 16 ] وطريقة التعقيم الطلاء [ 17 ]. لذلك، أسلاك متناهية الصغر من الفضة ويمكن أن تستخدم كبديل لمنظمة التجارة الدولية في المستقبل. من أجل مزيد من الانخفاض روبية من فيلم الفضة أسلاك متناهية الصغر، بيرجن وآخرون. [ 18 ] درس تأثير طول وقطر من أسلاك الفضة على ممتلكاتهم. يمكن أسلاك أطول يؤدي إلى روبية أقل بسبب عدد أقل من الاتصالات بين أسلاك. ولذلك، فإن إعداد أسلاك فائقة الكبر هو قضية ملحة. وبصرف النظر عن زيادة طول أسلاك متناهية الصغر لتحسين خصائصه، هو وآخرون. تطبيق أسلوب الضغط الميكانيكي للحد من المقاومة من التقاطعات، التي يمكن أن تجعل اتصال من أسلاك الفضة أقرب مما يؤدي إلى زيادة التوصيل [ 19 ]. ووجد الباحثون أيضا أن طلاء الذهب على الفيلم هو وسيلة فعالة، والتي يمكن أن تجعل من سطح أسلاك متناهية الصغر من الفضة على نحو سلس مما يؤدي إلى انخفاض المقاومة تقاطع. تشو وآخرون. [ 20 ] يستخدم العلاج البلازما لإزالة البوليمر المغلفة على سطح أسلاك متناهية الصغر من الفضة وغير الملحومة التقاطعات، وتحسين أداء الفيلم أسلاك متناهية الصغر من الفضة. ومع ذلك، فإن مقاومة اتصال كبيرة من internanowires لا يزال وجود قيود على تطوير الأفلام أسلاك متناهية الصغر من الفضة في الأجهزة البصرية الالكترونية والإلكترونية.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للأسلاك متناهية الصغر من الفضة أيضا أن تستخدم الأقطاب الكهربائية مكثف الكهروكيميائية. المكثفات شفافة لها إمكانية تطبيقها على تخزين الطاقة [ 21 - 23 ]. سوريل وآخرون. [ 24 ] إعداد مكثف شفافة من أسلاك الفضة طلاء الرش على أفلام البوليمر، التي أظهرت خصائص مكثف مع 1.1 الجبهة المتحدة / سم 2. ومع ذلك، بالمقارنة مع أقطاب أخرى من المكثفات، وكانت السعة المحددة أقل من ذلك بكثير. عموم وآخرون. [ 25 ] وجدت أن ذات البنية النانومترية الكهربائي منذ أظهر خصائص الكهروكيميائية ممتازة، ويمكن أن تتأكسد أسلاك الفضة لحج 2 O تشكيل حج / حج 2 O النانو الأساسية قذيفة أثناء عملية الكهروكيميائية [ 26 ]. وبالتالي، أسلاك متناهية الصغر من الفضة هو مرشح واعد مكثف الكهروكيميائية.

في هذه الورقة، ونحن على استعداد أسلاك الفضة طويلة من خلال طريقة بسيطة ذكرت في عملنا السابق. وبناء على هذا، فيلم إجراء شفاف (G-فيلم) والقطب مكثف الكهروكيميائية (I-فيلم) كانت ملفقة من قبل طلاء أسلاك الفضة على الزجاج أو ايتو، على التوالي، وجرى التحقيق خصائصها. وقد ناقش العلاقة بين النفاذية وروبية من G-فيلم. تم تحسين التوصيل من G-فيلم عن طريق زيادة درجة حرارة التلبيد. بواسطة voltammetry دوري ورسوم galvanostatic / التجارب التفريغ، وتمت دراسة خصائص مكثف من I-فيلم، مشيرا إلى أن أسلاك متناهية الصغر من الفضة لديها السعة الكهروكيميائية عالية ومستقرة والتي يمكن استخدامها كمادة القطب من pseudocapacitance الكهروكيميائية.

2. التجريبية

نترات الفضة (AGNO 3 99 +٪)، كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم)، وجلايكول الإيثيلين (EG)، يتركز حامض الكبريتيك (H 2 SO 4)، وبيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2) تم شراؤها جميعا من نانجينغ الكيميائية الكاشف شركة ، تم شراؤها المحدودة بوفيدون (PVP، K88) من علاء الدين. تم شراؤها الإنديوم أكسيد القصدير (ايتو) من نانجينغ الكيميائية الكاشف المحدودة



تم قياس الأشكال التضاريسية والطاقة المتشتتة مطياف (EDS) من أسلاك الفضة عن طريق المسح الضوئي المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) (سيريون، الولايات المتحدة الأمريكية). تم قياس روبية من فيلم أسلاك متناهية الصغر من الفضة بواسطة تقنية أربعة التحقيق مع المتر مصدر شنيعة 2701. سجلت الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الأطياف بواسطة مطياف الألياف البصرية (PG2000، Ideaoptics التكنولوجيا المحدودة، شنغهاي، الصين). ويجري التحقيق الملكية السعة الكهروكيميائية من الفضة القطب أسلاك متناهية الصغر من خلال voltammetry دوري (CV) ورسوم galvanostatic / قياسات التصريف باستخدام محطة الكهروكيميائية (CHI 760D، CH صكوك المحدودة).

2.1. إعداد الفضة الأسلاك المتناهية الصغر

وقام طريقة ذكرت في الأعمال السابقة لدينا [إعداد أسلاك متناهية الصغر من الفضة 27 ]. في كل التوليف، وأضيفت ل مل EG حل AGNO 3 (0.9 M) و 0.6 مل من محلول كلوريد الصوديوم EG من (0.01 م) إلى 18.4 مل من محلول EG من PVP (0.286 م). ثم كان رجع الخليط في 185 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة. بعد العمليات المذكورة أعلاه، تم إزالة PVP الزائد وEG بإضافة يطرد الماء منزوع الأيونات في 14000 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقيقة، 3 مرات.

2.2. إجراءات أفلام الفضة على الزجاج وايتو

تم علاج ركائز الزجاج وايتو من حل خليط من المركز حامض والهيدروجين بيروكسيد الكبريتيك تحت ultrasonication لمدة 30 دقيقة، والتي يمكن أن تجعل منهم محبة للماء. في هذه الحالة، فيلم موحد يمكن الحصول. وقد تم طلاء أسلاك الفضة على الزجاج أو ايتو الركيزة مع العلاج، وذلك باستخدام ماير قضيب، ثم يسخن في 150 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة. وأطلق على الفيلم حصلت على الركيزة الزجاج G-فيلم. عينات 1-5 هي مجموعة أفلام ملفقة مع 2 مم، 1.75 ملم، 1.5 ملم، 1 ملم، و 0.5 ملي الفضة حل أسلاك، على التوالي. وأطلق على الفيلم الحصول على ايتو I-فيلم. نوعين من الأفلام لها خصائص مختلفة نظرا لركائز مختلفة.

3. النتائج والمناقشات

3.1. مورفولوجية الفضة أسلاك متناهية الصغر السينمائي

كما هو مبين في الشكل 1 ، أعد موحدة فيلم الفضة أسلاك متناهية الصغر باستخدام ماير قضيب. ويبلغ طول معظم أسلاك متناهية الصغر من الفضة يتجاوز 5 μ م، وهي فترة كافية لتكون متصلا إلى شبكة. وأقحم في الشكل 1 هو الغرويات أسلاك متناهية الصغر من الفضة. لون الغرويات الفضة هو أبيض مصفر، على غرار الغرويات الفضة أسلاك متناهية الصغر العالية النقاء تم الحصول عليها بعد الترشيح عبر تدفق [ 28 ]. وقد درس إعداد عالية الغلة وأسلاك الفضة طويلة من قبل العديد من المجموعات. ومع ذلك، هذه العمليات رد فعل وعادة ما تكون معقدة أو صعبة للسيطرة على [ 29 ، 30 ]. دون مراقبة دقيقة من تركيزات المتفاعلة وعملية النمو، وأسلاك الفضة التي تم الحصول عليها هي دائما في العائد المنخفض يرافقه كميات كبيرة من المنتجات الثانوية مثل nanocubes أو nanospheres المتزايد من البذور الخواص، التي تؤثر على خصائص الأفلام أسلاك متناهية الصغر من الفضة.

3.2. شفافة الفيلم إجراء

النفاذية البصرية على نطاق الطول الموجي كبير هي خاصية هامة للفيلم شفاف وموصل. الرقم 2 المعروضات وtransmittances من G-الأفلام مع سمك مختلفة، والتي كانت ملفقة على ركائز الزجاج مع تركيزات مختلفة من أسلاك الفضة. النفاذية من عينة 1 هي 13٪، وهي نسبة منخفضة جدا. عندما انخفض تركيز من 2 ملم الى 0.5 ملم، أظهرت النفاذية للعينات ميلا متزايدا الى 31٪، 58٪، 62٪، و 65٪ على التوالي. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن ينظر إليه في الشكل 2 أن transmittances من G-الافلام تبقي مستقرة في المناطق القريبة من الأشعة تحت الحمراء، وهو أمر مهم للخلايا الشمسية. ومع ذلك، انخفضت نفاذية من ايتو من 1100 نانومتر وصفه لذروته بالرنين مأكل في 1300 نانومتر [ 19 ]. يتأثر التوصيل من G-الأفلام أيضا سمك الفيلم. كما هو مبين في الشكل 2 ، مع زيادة سمك، وروبية من G-فيلم قطرات.

كما ذكر في المقدمة، بل هو مشكلة كبيرة لتقليل مقاومة تقاطع فيلم أسلاك متناهية الصغر من الفضة. لقد وجدنا أن زيادة درجة الحرارة تلبد هو وسيلة السطحية وفعالة لتحسين التوصيل من فيلم أسلاك متناهية الصغر من الفضة. كما هو مبين في الجدول رقم 1 ، عندما كانت درجة الحرارة تلبد 150 درجة مئوية، وكانت روبية من عينة 4 / متر مربع. ارتفاع درجة الحرارة تلبد إلى 200 درجة مئوية، وانخفضت روبية ل / متر مربع. لأنه لم تتحلل في PVP المغلفة على سطح أسلاك الفضة جزئيا على حرارة 200 درجة مئوية، ويمكن للأسطح أسلاك الفضة ربط معا مما يؤدي إلى ارتفاع الموصلية [ 31 ]. وبالإضافة إلى ذلك، في 200 درجة مئوية بعض أسلاك الفضة يمكن أن تكون ملحومة معا. عندما كانت درجة الحرارة تلبد 250 درجة مئوية، وتمت إزالة PVP تقريبا، وكان ذابت معظم تقاطعات بين أسلاك الفضة مما أدى إلى روبية أقل مع / متر مربع، وهو ما يمكن ملاحظته في الشكل 3 (أ) . عندما كانت درجة الحرارة تلبد 300 درجة مئوية، وعلى الرغم من أن بعض من أسلاك الفضة كانت مكسورة، كان لا يزال الفيلم شبكة موصلة مع روبية الدنيا ( / متر مربع) هو مبين في الشكل 3 (ب) . ومع ذلك، عندما كان متكلس أرق عينة 5 في 300 درجة مئوية، وكسر العديد من أسلاك الفضة مما أدى إلى فيلم نونكوندوكتيفي وهو ما يمكن ملاحظته في الشكل (3) د . في 400 درجة مئوية، وأسلاك الفضة من عينة 4 تم كسر تقريبا (في الشكل 3 (ج) ). وفقا ل( 1 ) [ 20 ]، يمكننا حساب والتي يمكن تقييم أداء فيلم إجراء شفاف، وارتفاع يعني ارتفاع نسبة النفاذية روبية. ال من عينة 4 بعد العلاج في 300 درجة مئوية كان 116.5 وهو أعلى من أنابيب الكربون [ 32 ، 33 ] والجرافين [ 34 ]. لذلك، G-الأفلام وإمكانية تطبيقها على الأجهزة البصرية الالكترونية:

3.3. القطب من الكهروكيميائية المكثفات

يتم استخدام voltammetry دوري لتقييم خصائص الكهروكيميائية من I-فيلم. وتجري كل هذه القياسات الكهروكيميائية في 1.0 M KOH باستخدام نظام ثلاثي الأقطاب. الرقم 4 اظهر منحنيات السيرة الذاتية من القطب I-فيلم بمعدل مسح 10-100 بالسيارات ق -1. منحنى السيرة الذاتية من المعروضات I-فيلم بالتأكيد مختلفة خصائص السعة من كهربائي مزدوج السعة طبقة التي لديها منحنى السيرة الذاتية مستطيلة. ويمكن رؤية متميزة ذروة الأكسدة من الشكل 4 في إمكانية تطبيقها من -0.5 إلى 0.5 V مقابل زئبق / HGO الناجمة عن رد فعل الأكسدة بين حج وحج 2 O [ 35 ] وصفت بأنها ( 2 ). ويمكن تقدير السعة من I-فيلم بأسعار مسح مختلفة من مساحة الدائرة المغلقة. تغييرات في السعة في معدلات مسح مختلفة ينتج عن ذلك بأسعار مسح منخفضة؛ نشر الأيونات في جميع أنحاء نظام رد فعل غير محدود مما يؤدي إلى الاستفادة الكاملة من أسلاك متناهية الصغر من الفضة كما القطب، بينما في معدلات المسح الضوئي عالية، والسعة ينفذ طبقة مزدوجة أو السلوك غير فارادية بحيث الفضة لا يتأكسد بشكل كامل أو تقليلها مما أدى إلى انخفاض من السعة [ 36 ]. وتشير النتائج إلى أن I-الفيلم يظهر الأداء الممتاز pseudocapacitance الكهروكيميائية والعودة إلى الوراء جيد خلال عملية تهمة / التفريغ:

عادة، والفضة يواجه الأكسدة عكس في حالة قلوية. في الخطوة الأولى، يتأكسد حج electrochemically إلى حج 2 O من قبل ، وترك جزيء الماء، واثنين من الالكترونات. في اتجاه والعكس، تم فصل جزيء الماء و ، بحيث حج 2 O يمكن اختزاله في حج من قبل مغادرة . ونتيجة لذلك، تم تحويلها أسلاك الفضة في حج / حج 2 النانو يا الأساسية قذيفة كما الشكل 5 (أ) أظهر. للكشف عن إنتاج حج 2 O أثناء العملية، تم إجراء EDS مع حجم بقعة كبيرة (حوالي 5 μ م). في الشكل 5 (ب) ، يمكننا أن نرى النسب المئوية للعناصر. عرضت EDS الطيف أن نسبة الذرة بين حج ويا أقل من اثنين. والسبب هو أن مصادر الأكسجين هي من حج 2 O وحماية الأصناف النباتية التي غطت على السطح من أسلاك الفضة، والأساسية من أسلاك الفضة لا يزال عنصرا حج. وهكذا، فإن نتيجة التجربة تتفق مع النظرية ويوضح شكل حج 2 O / حج النانو الأساسية قذيفة أثناء عملية تهمة / التفريغ.

هناك علاقة خطية بين معدل المسح والاستجابة الحالية وفقا ل( 3 ) [ 37 ]، حيث هو التصريف الحالي (مللي أمبير)؛ هي السعة. هو معدل المسح من voltammetry دوري. المنطقة المغلقة من منحنى voltammetry دوري يمكن أن تستخدم لتقدير السعة الكهروكيميائية. السعة المحددة ويحسب باستخدام ( 4 )، حيث هي المنطقة من المادة الفعالة (سم 2):

وتجرى التجارب تهمة / التفريغ galvanostatic في نافذة المحتملين من -0.5 إلى 0.5 V لدراسة السعة المحددة للI-فيلم. الشكل 6 يوضح منحنيات تهمة / التفريغ galvanostatic من أنا فيلم في مناطق ذات كثافة الحالية 0،5-6 مللي أمبير سم -2. كما الجدول 2 أظهر، وزيادة السعة المحددة للI-فيلم 42،2-41،76 MF / سم 2 عندما زادت الكثافة الحالية 0،5-3،0 مللي أمبير / سم 2، والذي هو 1٪ فقط الاضمحلال. ومع ذلك، انخفض السعة المحددة للI-فيلم بحدة إلى 27 MF / سم 2 تحت 6.0 مللي أمبير / سم 2. والسبب هو أن أكبر النتائج كثافة التيار في وقت أقصر من الأكسدة بين حج / حج 2 O، بحيث الأيونات الوقت لم يكن كافيا لنزع فتيل من بالكهرباء والطور البيني [ 26 ]. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تغطية السطح من أسلاك من حماية الأصناف النباتية، والتي لها أيضا تأثير على معدل تهمة / التفريغ [ 38 ]. الرقم 7 قدم أن الإبقاء سعة I-فيلم في مناطق ذات كثافة الحالية من 6 مللي أمبير / سم 2 ويمكن تحقيق 94.2٪ من القيمة الأولية بعد 100 دورات. ونتيجة لذلك، فإن القطب I-فيلم له الاستقرار جيدة خلال دورات مستمرة.

4 - نتائج

تم ملفقة G-فيلم وI-الفيلم من طلاء أسلاك الفضة على الزجاج وايتو، على التوالي. زادت النفاذية من G-فيلم مع انخفاض سمك G-فيلم، ويمكن تحسين التوصيل عن طريق زيادة درجة الحرارة تلبد يعزى إلى إزالة لحماية الأصناف النباتية واللحام تقاطعات من أسلاك الفضة. وأظهرت النتائج أن G-فيلم زيارتها ارتفاع نسبة النفاذية روبية من ذلك من الأنابيب النانوية الكربونية والجرافين، وهي بديل واعد للايتو تطبق في المناطق البصرية الالكترونية. وبالإضافة إلى ذلك، كان منحنيات السيرة الذاتية I-فيلم تحت مسح معدلات مختلفة قمم الأكسدة واضحة تشير إلى الأداء الجيد للpseudocapacitance الكهروكيميائية والعودة إلى الوراء جيد خلال عملية تهمة / التفريغ. من خلال التجارب تهمة / التفريغ galvanostatic، فإنه يمكن أن ينظر إلى أن السعة المحددة للI-فيلم يعتمد على الكثافة الحالية، وأنا فيلم يعرض الاستقرار الكهروكيميائية عالية. في الكثافة الحالية المنخفضة، واضمحلال السعة محددة يمكن تجاهلها في حين، في الكثافة الحالية المرتفعة، اضمحلت السعة المحددة بشكل كبير بسبب الوقت القصير لنشر الأيونات. لذلك، أسلاك الفضة لها تطبيقات محتملة كبيرة في الأجهزة البصرية الالكترونية.

تضارب المصالح

الكتاب تعلن أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بنشر هذه الورقة.

شكر وتقدير

ويدعم هذا العمل من قبل NSFC تحت منحة لا. 61307066، صندوق الدكتوراه من وزارة التربية والتعليم في الصين تحت المنح غ. 20110092110016 20130092120024 و، مؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة جيانغسو في إطار منحة لا. BK20130630، برنامج القومي للبحوث الأساسية من الصين (973 برنامج) في إطار منحة لا. 2011CB302004، ومؤسسة من أهم مختبر الصغرى بالقصور الذاتي صك والتكنولوجيا المتقدمة ملاحة، وزارة التربية والتعليم، الصين، تحت منحة لا. 201204.



الصفحة الرئيسية | من نحن | المنتجات | أخبار | معرض | اتصل بنا | التغذية المرتدة | الهاتف المحمول | XML | الرئيسية الصفحة

TEL: +86-757-8128-5193  E-mail: chinananomaterials@aliyun.com

قوانغدونغ نانهاى أتيب التكنولوجيا المحدودة