+86-757-8128-5193

Контактирајте нас

Телефон : + 86-757-8128-5193

Факс : + 86-757-8670-6759

Мобилни телефон: + 8617722751536

Емаил :chinananomaterials@aliyun.com

Изложба

Дом > Изложба > Садржај

Примена Силвер Нановирес на транспарентним Спровођење Филм и електрода од Елецтроцхемицал Цапацитор

Апстрактан

Сребро наножица има потенцијалне примене на транспарентан ураених филма и електроде електрохемијске кондензатора због свог одличног проводљивости. Транспарентан вођење филма (Г Филм) је припремила премаз сребра нановирес на стакленој подлози помоћу Меиер начин род, који је показивао боље перформансе од угљен нанотубе и графене. Проводљивост Г-филма може побољшати повећањем температуре синтеровања. Електрода електрохемијског кондензатора (И-филм) су направили кроз истом методом са Г-филма о индијум калај оксида (ИТО). ЦВ криве И-филма под различитим брзинама скенирања имала је очигледне редокс врхове, што указује да-филма излагао одличне перформансе електрокемијску псеудоцапацитанце и добру реверзибилност током процеса пуњења / пражњења. Поред тога, специфична капацитивност И-филма мерена галваностатиц експериментима пуњења / пражњења, што указује да И-филм показује високу посебну капацитивности и одличну електрохемијске стабилност.

1. Представљање

У последњих неколико година, племенитих метала наноматеријали, посебно сребрна наноматеријал постати фокус истраживања због својих јединствених физичких и хемијских особина, која је у широкој употреби у катализатора [ 1 ], оптички, електрични [ 2 , 3 ], и антибактеријска [ 4 ] подручја. Међу тим разним сребрним наноструктур, наножица је привукао интензивне снаге због високог дц проводљивости и оптички проводљивости. Као оптоелектронских уређаја постане мањи и лакши, постоји већа потреба за ефикасним провидне електроде. Најчешћи материјал од транспарентних електрода је индијум калај оксид (Ито); Међутим, Ито не може да држи корак са развојем оптоелектронских уређаја због високих трошкова, ломљења, и критичног процеса припреме. Иако људи су покушали да користе друге материјале да измишљају транспарентне електроде, као што су угљеничне наноцеви (ЦНТС) [ 5 - 8 ], графене [ 9 - 11 ], и води полимера [ 12 - 14 ], проблема који начин да се постигне однос трансмисије у отпору лима (РС), као висок као ИТО још не могу да се реше. Због тога, многе групе уложити напоре на металним нановирес, посебно сребра нановирес. Леем ет ал. [ 15 ] су пионири сребрне нановирес као електроде у соларним ћелијама, и проводљивости од тога није било 89.3% са ниским Рс од / Кв. Од тада, сребрна наножица филмови су произведени од шипка-слојем техником [ 16 ] и начину ушкопити-облагање [ 17 ]. Стога, сребрна наножица може користити као замена ИТО у будућности. У циљу даљег смањења РС од сребра наножица филма, Бергина ет ал. [ 18 ] проучавали ефекте дужине и пречника сребрних нановирес на своја имања. Дуже нановирес може довести до нижих Рс због мањег броја веза између нановирес. Стога, припрема ултралонг нановирес је ургентно питање. Поред повећања дужине наножица да побољша своје особине, Ху и др. примењује механичко пресовање начин да се смањи отпор саобраћајница, што може спој сребра нановирес ближе што је довело до повећања проводљивости [ 19 ]. Они су такође открили да премаз злато на филму представља ефикасан начин, који може да се површина од сребра наножица глатко што је довело до смањења отпора споја. Зху ет ал. [ 20 ] користи третман плазма за уклањање полимера обложен на површини од сребра наножица и заварене раскрснице, побољшање перформанси сребрне наножица филма. Међутим, велики отпор контакт са интернановирес је и даље ограничење развоја сребра наножица филмова у оптоелектронских и електронских уређаја.

Поред тога, сребрна наножица се такође може користити као електрода електрохемијског кондензатора. Транспарент кондензатори имају потенцијалну примену на Енерги Стораге [ 21 - 23 ]. Сорел ет ал. [ 24 ] припремио транспарентног кондензатор од распршивањем облагањем сребрним нановирес о полимерних филмова, која је показивала кондензатор особине са 1,1 уФ / цм2. Међутим, у поређењу са осталим електродама кондензатор, специфична капацитивност био много мањи. Пан ет ал. [ 25 ] је утврдио да Наноструцтуред пре електрода је показала одличне електрокемијских својства, а сребрне нановирес може да се оксидира на Аг 2 О формирању АГ / АГ 2 О језгро-схелл наноструктуре током електрохемијски процес [ 26 ]; Стога, сребро наножица је кандидат обећава електрохемијског кондензатора.

У овом раду, припремили смо дуге сребрне нановирес простом методом пријављене у нашем претходном раду. На основу тога, транспарентан вођење филма (Г филма) и електрода од електрохемијска кондензатора (И-филм) су израђени од превлака сребра нановирес на стаклу или ИТО, односно, а испитивани су њихове карактеристике. разговарано је однос између проводљивости и РС-а Г-филма. Проводљивост Г-филма је побољшана повећањем температуре синтеровања. Цикличном волтаметријом и галваностатиц задужен / експеримената пражњења, кондензатор својства И-филма су проучавали, што указује да је сребро наножица има висок и стабилан електрокемијску капацитет који се може користити као материјал електроде електрохемијске псеудоцапацитанце.

2. Експериментални

Сребро нитрат (Агно 3 99 +%), натријум хлорид (НаЦл), етилен гликол (ЕГ), концентрована сумпорна киселина (Х 2 СО 4) и водоник пероксид (Х 2 О 2) сви су набављени од Нањинг Цхемицал Реагенс Цо. , Лтд поливинил пиролидон (ПВП, К88) је купљен од Аладдин. Индијум калај оксид (Ито) је купљен од Нањинг Цхемицал реагенс Цо., Лтд.



У морфологија и енергетике Дисперзивне спектрометар (ЕДС) сребрних нановирес је мерена електронског микроскопа (СЕМ) (Сирион, САД). РС сребрног наножица филма је мерена четири сонде техником са изворним мерача Кеитхлеи 2701. УВ-вис спектри су снимљени помоћу оптичких влакана спектрометра (ПГ2000, Идеаоптицс Тецхнологи Лтд., Шангај, Кина). Електрохемијска капацитет власништво сребрне електроде наножица је проверен кроз цикличном волтаметријом (ЦВ) и галваностатиц задужен / мерења испуштање користећи се радну станицу електрохемијска (Цхи 760Д, Ч инструменти Цо, Лтд).

2.1. Припрема Силвер Нановирес

Силвер наножица је припремљено уз помоћ метода пријављене у нашем претходном раду [ 27 ]. У сваком синтези, л раствор Агно 3 (0,9 М) и 0,6 мЛ раствор ЕГ НаЦл (0,01 М) мЛ ЕГ су додати у раствор 18,4 мЛ ЕГ ПВП (0,286 М). Затим је смеша рефлуксована на 185 ° Ц током 20 мин. Након горенаведених процеса, вишак ПВП и ЕГ су уклоњени додавањем дејонизоване воде центрифугирањем на 14000 рпм током 10 мин, 3 пута.

2.2. Поступак Силвер фолије на стаклу и ИТО

Стаклене и ИТО подлоге су третиране смеше раствор концентроване сумпорне киселине и водоник пероксида под ултрасоникацијом током 30 минута, што може учинити хидрофилне. У овом случају, униформа филм може добити. Силвер нановирес су превучене на стаклу или ИТО супстрат са третманом, користећи Меиер штап и затим загревана на 150 ° Ц током 20 мин. Филм добити на стакленој подлози је назван Г-филм. Узорци 1 до 5 су Г-филмови готових са 2 мМ, 1.75 мМ, 1.5 мм, 1 мм, 0,5 мм сребрна решење нановирес, респективно. Филм добија на ИТО је именован И-филм. Ове две врсте филмова имају различите особине због различитих супстрата.

3. Резултати и Дискусије

3.1. Морфологија Силвер наножица филма

Као што је приказано на Слици 1 , униформа плава наножица Филм је припремљен применом Меиер шипку. Дужина већине сребрне наножица прелази 5 μ м, што је довољно дуго да буде повезан у мрежу. Стручног усавршавања на слици 1 је црна наножица Колоиди. Боја сребра колоида је жућкасто беле, слично високо пречишћених сребрна наножица колоида добијених после филтрације укрштеног тока [ 28 ]. Припрема високим приносом и дугим сребрним нановирес је проучавана од стране многих група; међутим, ови реакциони процеси су обично сложене или тешко контролисати [ 29 , 30 ]. Без финог контроле реактаната концентрација и процес раста, добијени сребрна нановирес су увек у ниском приносу у пратњи велике количине споредних производа, као што су наноцубес или наносфере расту од изотропних семена, који утиче на својства сребра наножица филмова.

3.2. Транспарент Спровођење филма

Оптички трансмисије у великом опсегу таласних дужина је важна имовина за транспарентан и проводни филм. Слика 2 излаже трансмиттанцес Г-филмова са различитих дебљина, које су произведене на стакленим површинама са различитим концентрацијама сребра нановирес. Трансмисије узорка 1 је 13%, што је веома низак. Када концентрација смањена од 2 мм до 0,5 мм, проводљивости узорака показао је растући тренд достизања 31%, 58%, 62%, и 65%, респективно. Поред тога, може се видети на слици 2. да трансмиттанцес Г-филмова задржи стабилни у близини инфрацрвене региона, што је важно за соларне ћелије. Међутим, проводљивости Ито смањен од 1100 нм описаног свом пласмон резонантним пик на 1300 нм [ 19 ]. Проводљивост Г-филмова такође утиче на дебљину филма. Као што је приказано на Слици 2 , са повећањем дебљине, РС Г-филма капи.

Као што је поменуто у уводу, то је велики проблем да се смањи отпор спој сребра наножица филма. Открили смо да повећање температуре синтеровања је лак и ефикасан начин да се побољша проводљивост сребрне наножица филма. Као што је приказано у Табели 1 , када је температура синтеровања била 150 ° Ц, РС узорка 4 је / кв. Повећање температуре синтеровања на 200 ° Ц, у РС је пала на / кв. Јер, ПВП обложен на површини од сребра нановирес је делимично распаднута на 200 ° Ц, површине сребрних нановирес могу заједно повезати доводи до већег проводљивости [ 31 ]. Поред тога, на 200 ° Ц око сребрна нановирес могу заварени заједно. Када је температура синтеровања је 250 ° Ц, ПВП је скоро уклоњена и већина саобраћајница између сребра нановирес су истопљена резултирало нижим Рс с / ск, што се може видети на Слици 3 (а) . Када је температура синтеровања је 300 ° Ц, иако су неки од сребра нановирес су подељена, филм ипак био проводни мрежа са нижим Рс ( / ск) приказано на Слици 3 (б) . Међутим, када је тањи узорак 5 синтеровани на 300 ° Ц, многи сребрна нановирес су подељена је довело до непроводном филму што се види на слици 3 (д) . На 400 ° Ц, сребрне нановирес из узорка 4 су скоро сломљена (на слици 3 (ц) ). Према ( 1 ) [ 20 ], можемо израчунати који може оценити учинак транспарентног ураених филма, већи значи већи однос проводљивости у РС. узорка 4. после третираних на 300 ° Ц је 116.5 што је већа од царбон нанотубе [ 32 , 33 ] и графене [ 34 ]. Стога, Г-филмови имају потенцијалну примену на оптоелектронских уређаја:

3.3. Електрода Елецтроцхемицал Цапацитор

Циклично волтаметрија се користи за процену електрохемијске особине И-филма. Сви ови електрохемијским мерења се врше у 1,0 М КОХ користи систем три електроде. Слика 4 је показао ЦВ криве ја-филм електроде по стопи од 10 до 100 мВ -1 скенирања. ЦВ крива И-филмских експоната што је свакако различите капацитивност особина из кондензатора електричне Доубле Лаиер која има правоугаони крива ЦВ. Дистинцт редокс пеак може видети на Слици 4 у примењеном потенцијалу од -0,5 до 0,5 В у односу Хг / ХгО резултат реакције редокс између Аг и Аг 2 О [ 35 ] описује као ( 2 ). Капацитивност оф И-филма на различитим брзинама скенирања може се проценити на подручју затвореног круга. Промене у капацитету у различитим брзину скенирања резултат да при ниским стопама скенирања; дифузија јона кроз реакције система је неограничен што је довело до потпуног коришћења сребра наножица као електроде, а при високим стопама скенирања, капацитивности врши двослојних или не Фарадиц понашање, тако да сребро није у потпуности оксидован или смањен резултира смањењем капацитивности [ 36 ]. Резултати указују да-филм показује одличну електрокемијску перформансе псеудоцапацитанце и добру реверзибилност током процеса пуњења / пражњења:

Обично, сребрна доживљава обрнуту редокс у алкалним условима. У првом кораку, Аг је електрохемијски оксидује у Аг 2 О би , Остављајући молекул воде и два електрона. У цонверсе смеру, молекул воде је одвојена на и , Тако да је Аг 2 О се може смањити на Аг би остављање . Као резултат тога, сребрна нановирес су трансформисана у Аг / Аг 2 О језгро-схелл Наноструцтурес као слика 5 (а) је показао. За детекцију производњу Аг 2 О током процеса, извршена је ЕДС са великим величине тачке (приближно 5 μ м). На слици 5 (б) , можемо да видимо проценте елемената. ЕДС спектар изложени да је атом однос између Аг и О је мање од два. Разлог је тај извор кисеоника су од Аг 2 О и ПВП који је обухваћен на површини од сребра нановирес, а језгро сребрних нановирес је још Аг елемента. Тако, резултат експеримента у складу са теоријом и показује облик Аг 2 О / Аг језгро-схелл Наноструцтурес током процеса пуњења / пражњења.

Постоји линеаран однос између стопе скенирања и струје одговора према ( 3 ) [ 37 ], где је је струја пражњења (мА); је капацитет; је стопа цикличне волтаметријом скенирање. Ограничен простор за цикличне волтаметријом криве може да се користи за процену електрокемијску капацитет. Специфична капацитивност се израчунава помоћу ( 4 ), где је област активног материјала (цм 2):

У галваностатиц експерименти пуњења / пражњења се спроводе на потенцијалне прозора од -0.5 до 0,5 В за проучавање специфичне капацитет од И-филма. Слика 6 приказује галваностатиц пуњења / пражњења криве И-филма на густини струје од 0,5 до 6 мА цм -2. Као што Табела 2 показало, специфичан капацитет од И-филма повећан са 42,2 на 41,76 МФ / цм2, када је густина струје повећана са 0,5 на 3,0 мА / цм2, што је само 1% пропадају. Међутим, специфична капацитивност И-филма нагло опао на 27 мФ / цм 2 под 6.0 мА / цм2. Разлог је што већи резултати густина струје у краћем времену редокса између Аг / Аг 2 О, тако да јони имају не довољно времена да дифузним од електролита и интерфази [ 26 ]. Поред тога, површина нановирес је покривен ПВП, који такође имају утицај на стопу пуњења / пражњења [ 38 ]. Слика 7 представио да је задржавање капацитет од И-филма у густини струје од 6 мА / цм2 може постићи 94,2% почетне вредности после 100 циклуса. Као резултат тога, И-филм електрода има добру стабилност током узастопна циклуса.

4. Закључци

Г филма и-филма су произведени од стране превлака сребра нановирес на стаклу и ИТО, респективно. Трансмисије Г-филма повећава са смањењем дебљине Г-филма, а проводност може побољшати повећањем температуре синтеровања приписује уклонити ПВП и заваривања саобраћајница сребра нановирес. Резултати су показали да Г-филм имао већи однос проводљивости у РС него да угљеника нанотубе и графене, који је обећавајући замена за ИТО примењује у оптоелектронских областима. Поред тога, ЦВ криве И-филма под различитим брзинама скенирања имала је очигледне редокс врхове који показују добре перформансе електрохемијског псеудоцапацитанце и добре реверзибилитет у току процеса пуњења / пражњења. Кроз галваностатиц експеримената пуњења / пражњења, може се видети да специфични капацитивност И-филма зависи од густине струје, и-филма показује високу електрохемијске стабилност. При ниском густином струје, распад специфичног капацитет може бити игнорисан, док, на високој густини струје, специфична капацитет пропадало драматично због кратког времена за дифузију јона. Стога, сребрна нановирес има велики потенцијал примене у оптоелектронских уређаја.

Сукоб интереса

Аутори изјављују да не постоји сукоб интереса у вези објављивање овог рада.

priznanja

Овај рад је подржан од стране НСФЦ под Грант бр. 61307066, Докторски Фонд Министарства просвете Кине под донација бр. 20110092110016 и 20130092120024, Природне науке фондација провинцији Јиангсу под Грант бр. БК20130630, Национални програм основних истраживања Кине (973 програма) под Грант бр. 2011ЦБ302004, и Фондација Кеи Лаборатори микро-инерцијалног инструмента и Адванцед навигацију технологију, Министарство за образовање, Кина, под Грант бр. 201204.