納米銅導(dǎo)電墨水的研制.pdf

1、本文采用化學(xué)還原一步法制備納米銅膠體，以還原劑硼氫化鉀(KBH4)，前軀體硫酸銅(CuSO4·5H2O)為主要反應(yīng)物，添加乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)作為銅離子絡(luò)合物，通過添加氫氧化鉀(KOH)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值，采用分散劑（十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP))，在水相介質(zhì)中制備納米銅膠體。主要探討了在不同的反應(yīng)環(huán)境下（不同pH、不同還原劑用量）分散劑CTAB的用量對(duì)納米銅膠體的顆粒粒徑、粒徑分布以及納米

2、銅膠體的分散穩(wěn)定性的影響;在一定分散劑用量下，KOH、EDTA-2Na的用量對(duì)納米銅膠體顆粒粒徑以及膠體分散穩(wěn)定性的影響;反應(yīng)場(chǎng)溫度對(duì)納米銅膠體顆粒粒徑以及粒徑分布的影響;分散劑PVP的用量對(duì)納米銅膠體顆粒粒徑以及粒徑分布的影響;過離心將納米銅膠體的納米銅粉末分離凈化，在復(fù)配分散劑以及其他助劑通過超聲波分散，得到適當(dāng)固含量、粘度、表面張力、電導(dǎo)率的納米銅導(dǎo)電墨水。研究了納米銅導(dǎo)電墨水的分散穩(wěn)定性，噴墨導(dǎo)電薄膜的燒結(jié)導(dǎo)電性能。通過動(dòng)態(tài)光散

3、射粒度儀、透射電鏡，掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)研究分析了納米銅膠體以及納米銅導(dǎo)電墨水的銅納米顆粒的粒度、形貌、以及粒徑分布;通過重力沉降分析，Zeta(ζ)電位分析，研究了納米銅膠體最佳的分散穩(wěn)定性條件。對(duì)納米銅導(dǎo)電墨水噴涂的納米銅薄膜在不同溫度在氮?dú)夥障聼Y(jié)并利用四探針電阻率儀檢測(cè)導(dǎo)電薄膜電阻率，研究最佳燒結(jié)溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　 1、當(dāng)CTAB的用量在0.11～0.32mol/L的范圍內(nèi)，隨著CTAB的量增大

4、納米銅顆粒粒徑先變小，后增大，在CTAB的用量為0.22mol/L時(shí)達(dá)到最小值1.09nm，隨著CTAB的用量增加，納米銅膠體的分散穩(wěn)定性先提高后降低。
　　 2、當(dāng)EDTA-2Na的用量在0.2～0.5mol/L的范圍內(nèi)，隨著EDTA-2Na用量增加納米銅顆粒粒徑減小，納米銅膠體體系的顆粒布朗運(yùn)動(dòng)作用比重力沉降作用強(qiáng)，分散穩(wěn)定性提高。
　　 3、當(dāng)KOH的用量在1.0～2.5mol/L的范圍內(nèi)，隨著KOH的用量增加，納

5、米銅顆粒粒徑減小，納米銅膠體的分散穩(wěn)定性先提高，后迅速降低;當(dāng)體系的pH值在8.5-9.0之間，PVP的用量決定納米銅膠體的分散穩(wěn)定性，隨著PVP用量增加體系重力沉降穩(wěn)定性提高。
　　 4、分散劑PVP的用量在強(qiáng)堿環(huán)境下失效，納米銅膠體分散穩(wěn)定性并不隨PVP的用量有所改變。Zeta(ζ)電位隨著pH的升高，Zeta(ζ)電位提高，當(dāng)pH達(dá)到11以上Zeta(ζ)電位會(huì)急劇降低，pH在8.5-9.5之間納米銅膠體的Zeta(ζ)電

6、位最高，達(dá)到-44.07，膠體分散穩(wěn)定性最好。
　　 5、采用自制的納米銅粉末復(fù)配分散劑制備納米銅導(dǎo)電墨水，通過超聲波分散10分鐘可得到顆粒粒徑為21nm的導(dǎo)電墨水，該納米銅導(dǎo)電墨水的表面張力為39mN/m，粘度為3.8cps，電導(dǎo)率為1.3mS/cm并能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，該納米銅導(dǎo)電墨水可以穩(wěn)定分散30天，符合商業(yè)噴墨導(dǎo)電墨水的技術(shù)參數(shù)要求。
　　 6、該納米銅導(dǎo)電墨水具有較強(qiáng)的抗氧化能力，通過復(fù)配分散劑的作用，特別是P