一种滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电材料制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合导电材料的制备方法，尤其涉及一种滤纸、聚苯胺、银纳米线的复合导电材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]柔性导电衬底材料是一种既可弯曲又可导电的材料，由于其良好的导电性能和弯曲性能，在超级电容器、太阳能电池、液晶显示器等领域得到了广泛的发展。目前，较常见的柔性导电衬底主要有塑料衬底、超薄玻璃衬底，不锈钢衬底、纸质衬底等，其中纸质衬底因便宜、轻薄、可弯曲折叠等特点已经得到了广泛的关注。纸质导电衬底的制备在多数情况下是纸与其它导电材料的复合，已达到可弯曲与导电同时具备的效果，但是，由于在制备的过程中导电材料分布不均或脱落断裂等问题，从而影响了纸质导电材料的发展。
[0003]银纳米线具有良好的导电性、导热性、可弯曲性和高的比表面积，可以作为超微储能设备的导电剂流体来提高其电化学性能，广泛应用于在光、电、热等各种领域。目前，银纳米线能够作为一种导电剂流体，利用旋涂、过滤、静电纺丝、喷涂等技术在玻璃、PET、滤纸等表面制备导电层，从而制备成透明导电薄膜或柔性薄膜。但是，银纳米线在应用的过程中因团聚、粘附性差等问题造成银纳米线在使用的过程中脱落，从而限制了银纳米线在各领域的应用。聚苯胺作为研究进展最快的导电聚合物，因具有高导电性、电化学性能、化学稳定性和光学性能等独特优势，在太阳能电池、超级电容器、锂离子电池、催化材料等领域得到广泛的关注。因此，将聚苯胺与银纳米线复合，既能够使银纳米线的导电性能不变，又能在银线表面形成一种聚苯胺膜，有效地解决银纳米线脱落问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是设计了滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电衬底，该方法所得的滤纸上聚苯胺与银纳米线复合导电衬底具有较大的比表面积，良好的导电性，不易脱落，可弯曲等优良的特性，有利于制备和提高以银纳米线为衬底的活性材料的性能或制备柔性器件。
[0005]本发明的滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电衬底在制备过程中主要是利用了过滤和退火的工艺手段。其制备步骤如下:
1)首先将聚苯胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌24h，取上清液均匀的滴在滤纸上，过滤；
2)将长度为0.05μπι?100 μπι直径为30?200 nm的银纳米线乙醇溶液倒入过滤装置中，过滤，直到银纳米线完全覆盖在滤纸表面;接着，将滤纸上聚苯胺与银纳米线复合衬底在惰性气体条件下退火I?30 min，退火温度为50?150摄氏度；
3)将退火后的滤纸上滴一层聚苯胺上清液，过滤，得到滤纸上聚苯胺与银纳米线复合导电衬底。
【附图说明】
[0006]图1是本发明所用的滤纸基底聚苯胺和银纳米线复合导电材料的示意图。图中，I为滤纸;2为聚苯胺层;3为银纳米层;4为聚苯胺层。
[0007]图2是本发明所用的银纳米线在130摄氏度条件下的退火后的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0008]实施例1:
将聚苯胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌24h，取上清液均匀的滴在滤纸上，过滤；然后将长度为60 μπι、直径为80 nm的银纳米线乙醇溶液倒入过滤装置中，减压抽滤，直到银纳米线完全覆盖在滤纸表面;接着，将上述的衬底在惰性气体条件下退火30 min，退火温度为130摄氏度;最后，将退火后的滤纸滴一层聚苯胺上清液，减压抽滤，得到滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电衬底。
[0009]实施例2:
将聚苯胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌24 h，取上清液均匀的滴在滤纸上，过滤;然后将长度为60 μπι、直径为80 nm的银纳米线乙醇溶液倒入过滤装置中，减压抽滤，直到银纳米线完全覆盖在滤纸表面;接着，将上述的衬底在惰性气体条件下退火30 min，退火温度为100摄氏度;最后，将退火后的滤纸滴一层聚苯胺上清液，减压抽滤，得到滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电衬底。
[0010]实施例3:
将聚苯胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌24 h，取上清液均匀的滴在滤纸上，过滤;然后将长度为30 μπι、直径为50 nm的银纳米线乙醇溶液倒入过滤装置中，减压抽滤，直到银纳米线完全覆盖在滤纸表面;接着，将上述的衬底在惰性气体条件下退火30 min，退火温度为135摄氏度;最后，将退火后的滤纸滴一层聚苯胺上清液，减压抽滤，得到滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电衬底。
【主权项】
1.滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电衬底的制备方法，其特征是，步骤包括: 首先将聚苯胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌24 h，取上清液均匀的滴在滤纸上，过滤； 将长度为0.05 μπι?100 μπι、直径为30?200 nm的银纳米线乙醇溶液倒入过滤装置中，过滤，直到银纳米线完全覆盖在滤纸表面； 将滤纸上聚苯胺与银纳米线复合衬底在惰性气体条件下退火I?30 min，退火温度为50?150摄氏度； 再滴加聚苯胺上清液，过滤，得到滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电材料。2.按权利要求1所述的制备的滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电衬底的制备方法，其特征在于所用聚苯胺类型为掺杂的导电聚苯胺。3.按权利要求1所述的制备的滤纸上聚苯胺与银纳米线复合导电衬底的制备方法，其特征在于退火过程中保护气体为Ar气或者N2气，目的是防止银纳米线发生氧化。
【专利摘要】本发明公开了一种滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电材料的制备方法，步骤如下：首先将聚苯胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌24h，取上清液均匀的滴在滤纸上，快速抽滤；然后将长度为0.05μm~100μm、直径为30~200nm的银纳米线乙醇溶液倒入过滤装置中，减压抽滤，直到银纳米线完全覆盖在滤纸表面；接着，将上述的衬底在惰性气体条件下退火1~30min，退火温度为50~150摄氏度；最后，再滴加聚苯胺上清液，减压抽滤，得到滤纸基底聚苯胺与银纳米线复合导电材料。本发明操作简单，得到的复合材料导电性能良好，比表面积大，具有一定柔韧性，可制备柔性储能器件。
【IPC分类】H01B1/12, H01B13/00, H01B1/02
【公开号】CN105529112
【申请号】CN201610019889
【发明人】乔振松, 杨晓朋, 曹丙强
【申请人】济南大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月13日