+86-757-8128-5193

Paroda

Namuose > Paroda > Turinys

Programos Silver Nanowires skaidriais dirigavimo kino ir elektrodo elektrocheminio kondensatorius

abstraktus

Sidabrinė nanowire turi potencialius paraiškų skaidriais laidžios plėvelės ir elektrodo elektrocheminio kondensatorius dėl savo puikios laidumo. Skaidri atlikti plėvelės (G-filmas) buvo parengta danga sidabro Nanowires ant stiklo pagrindo, naudojant Meyer lazdele metodą, kuris eksponuojamas geriau, nei Anglies nanovamzdelių ir grafeno. G-filmo laidumas gali būti pagerintas didinant sukepinimo temperatūros. Elektrodas elektrocheminio kondensatorius (I-filmo) buvo pagaminti per tą patį metodą, G-filmas apie indžio alavo oksido (ITO). CV kreivės I-filmas pagal skirtingų skenavimo normos turėjo akivaizdžių redokso pikus, kurie nurodė, kad I-filmas eksponuojami puikią elektrocheminės pseudocapacitance efektyvumą ir gerą grįžtamumą įkrovimo / iškrovimo proceso metu. Be to, konkretus talpa I-filmas buvo matuojamas galvanostatic įkrovimo / iškrovimo eksperimentų rodo, kad I-filmas demonstruoja aukštą specialią talpą ir puikus elektrocheminės stabilumą.

1. Įvadas

Pastaraisiais metais, tauriojo metalo nanomedžiagos, ypač sidabro nanomedžiaga tapti tyrimo centru, nes jų unikalių fizikinių ir cheminių savybių, kurios buvo plačiai naudojamų katalizės [ 1 ], optiniai, elektros [ 2 , 3 ], ir antibakterinis [ 4 ] srityse. Tarp šių įvairių sidabro nanodarinių, nanowire sulaukė intensyvių jėgas dėl savo aukštos srovės laidumo ir optinio pralaidumo. Kaip optoelek tapo mažesni ir lengvesni, yra poreikis didėja efektyvių skaidrių elektrodų. Dažniausiai medžiaga skaidrių elektrodų indžio alavo oksido (ITO); Tačiau NPO negali neatsilikti su optoelektronikos prietaisų, nes jos brangumo, trapumą, ir kritinės paruošimo proceso vystymuisi. Nors žmonės bandė naudoti ir kitas medžiagas išsigalvoti skaidrias elektrodus, pavyzdžiui, anglies nanovamzdelių (CNTs) [ 5 - 8 ], grafeno [ 9 - 11 ], ir atliekant polimero [ 12 - 14 ], problema, kad, kaip pasiekti santykis pralaidumo atsparumo lapas (RS), kaip aukštas, kaip ITO vis dar negali būti išspręstos. Todėl daugelis grupių įdėti pastangų metalinių nanoviela, ypač sidabro nanoviela. Leem ir kt. [ 15 ] pradininkas sidabro Nanowires kaip į saulės elementų elektrodų, ir jo pralaidumas buvo 89,3% su mažomis Rs nuo / Kv. Nuo tada, sidabro nanowire filmai buvo pagamintas strypas padengimo technika [ 16 ] ir sterilizacija padengimo metodas [ 17 ]. Todėl, sidabro nanowire gali būti naudojamas kaip ITO pakeitimo ateityje. Siekiant dar labiau sumažinti sidabro nanowire filmas, Bergin kt Rs. [ 18 ] tyrė ilgio ir skersmens sidabro nanoviela dėl jų savybių poveikį. Ilgesni nanowires gali sukelti apatinės Rs, nes mažiau jungčių tarp nanoviela. Todėl ultralong nanoviela preparatas yra aktuali problema. Vienas nuo kito iš didinant nanowire ilgį, siekiant pagerinti jo savybes, Hu ir kt. taikomas mechaniniu spaudimu spaudžiant metodą siekiant sumažinti sankryžų atsparumas, kuris gali padaryti ryšys sidabro nanoviela arčiau pirmaujančių į laidumo [padidinimo 19 ]. Jie taip pat nustatė, kad danga aukso ant plėvelės yra efektyvus būdas, kuris gali padaryti iš sidabro nanowire paviršiaus sklandžiai, vedantį į atsparumo sandūros sumažėjimas. Zhu ir kt. [ 20 ] naudojamas apdorojimo plazma pašalinti polimerą padengtą sidabro nanowire paviršiaus ir suvirintų su atšakomis, pagerinti sidabro nanowire plėvelės našumą. Tačiau didelė kontakto varža internanowires vis dar yra sidabro nanowire filmų optoelektronikos ir elektronikos prietaisų kūrimas apribojimas.

Be to, sidabro nanowire taip pat gali būti naudojamas kaip elektrodų elektrocheminės kondensatorius. Skaidrūs kondensatoriai turi galimą taikymą energijos saugojimo [ 21 - 23 ]. Sorel ir kt. [ 24 ] parengta skaidri kondensatorius purslams danga sidabro nanoviela apie polimerinių plėvelių, kurios eksponavo kondensatorių savybes su 1.1 uF / cm 2. Tačiau, palyginti su kitais elektrodais kondensatorius, konkretus talpa buvo gerokai mažesnis. Pan ir kt. [ 25 ] nustatė, kad nanotsruktūriniai prieš elektrodas parodė puikius elektrocheminės savybės, sidabro nanowires gali būti oksiduoti į Ag 2 O formavimo AG / Ag 2 O pagrindinio lukštais nanostruktūras elektrocheminės proceso metu [ 26 ]; Todėl, sidabro nanowire yra perspektyvus kandidatas elektrocheminės kondensatorius.

Šiame darbe mes pasirengę ilgas sidabro Nanowires paprasta metodą pranešė mūsų ankstesnį darbą. Atsižvelgiant į tai, skaidrus dirigavimo plėvelės (G-filmas) ir elektrodo elektrocheminio kondensatorius (I-filmas) buvo pagamintas danga sidabro Nanowires ant stiklo ar ITO, atitinkamai, ir buvo tiriami jų savybės. buvo aptartas tarp pralaidumo ir Rs G-filmo santykiai. G-filmo laidumas buvo pagerintas didinant sukepinimo temperatūros. Iki ciklinio voltamperometrijos ir galvanostatic įkrovimo / iškrovimo eksperimentų, kondensatorių savybės I-filmas buvo tiriama, nurodant, kad sidabro nanowire turi aukštą ir stabilų elektrocheminį talpos kuris gali būti naudojamas kaip medžiaga elektrodo elektrocheminio pseudocapacitance.

2. eksperimentinis

Sidabro nitratas (AgNO 3 Daugiau nei 99%), natrio chloridas (NaCl), etileno glikolio (EG), koncentruotos sieros rūgšties (H 2 SO 4), ir vandenilio peroksido (H 2 O 2) visi buvo įsigytas iš Nanjing Cheminis reagentas Co Ltd polivinilpirolidonas (PVP, K88), buvo įsigytas iš Aladdin. Indis alavo oksidas (NPO) buvo įsigytas iš Nanjing Cheminis reagentas Co., Ltd.



Į morphologies ir energetika dispersijos spektrometras (EDS) sidabro nanoviela buvo matuojamas skenuojančiu elektroniniu mikroskopu (SEM) (Sirion, JAV). Sidabro nanowire filmo R buvo matuojamas keturių zondo technika su KEITHLEY 2701 šaltinio metrą. UV-VIS spektrai buvo registruojami pagal šviesolaidinio spektrometru (PG2000, Ideaoptics Technology Ltd, Šanchajus, Kinija). Elektrocheminis talpa nuosavybė sidabro nanowire elektrodo tiriama per ciklinio voltamperometrijos (CV) ir galvanostatic įkrovimo / iškrovimo matavimai naudojant elektrocheminį darbo vietą (CHI 760D CH Instruments Co, Ltd).

2.1. Pasirengimas Silver Nanowires

Sidabrinė nanowire parengė metodą pranešė mūsų ankstesniame darbe [ 27 ]. Kiekvienoje sintezės, L ml EG tirpalas AgNO 3 (0,9 M) ir 0,6 ml EG tirpalo NaCl (0,01 M) buvo pridėta į 18,4 ml EG PVP tirpale (0,286 M). Tada mišinys virinamas su grįžtamu šaldytuvu ne 185 ° C temperatūroje 20 min. Po minėtų procesų, perviršis PVP ir, pavyzdžiui, buvo pašalintas dejonizuoto vandens pridėjimą centrifugavimo 14000 apsisukimų per minutę 10 min, 3 kartus.

2.2. Procedūra Sidabro Films ant stiklo ir ITO

Stiklo ir ITO substratai buvo gydomi mišinio tirpalo koncentruotos sieros rūgšties ir vandenilio peroksido pagal ultrasonication 30 min, kuri gali padaryti jas hidrofilinis. Šiuo atveju, vienodas plėvelė gali būti gautas. Sidabro nanowires buvo padengtas ant stiklo arba ITO substrato su gydymu, naudojant Meyer lazdele, ir tada kaitinamas 150 ° C temperatūroje 20 min. Gautą ant stiklo pagrindo filmas buvo pavadintas G-plėvele. Mėginiai nuo 1 iki 5 yra G-filmai elementų, kurie pagaminti su 2 mm, 1,75 mm, 1,5 mm, 1 mM, ir 0,5 mm diametro nanowires tirpalas, atitinkamai. Gautą į ITO filmas buvo pavadintas I-plėvele. Dviejų rūšių plėvelių turi skirtingas savybes, nes įvairių paviršių.

3. Rezultatai ir jų Diskusijos

3.1. Morfologija Silver Nanowire kino

Kaip parodyta paveiksle 1 , vienodos sidabro nanowire filmas buvo parengta naudojant Meyer lazdele. Dauguma sidabro nanowire ilgis viršija 5 μ m, kuris yra pakankamai ilgas, kad būtų sujungti į tinklą. Į pav intarpas 1 yra sidabro nanowire koloidų. Ši sidabrinių koloidų spalva yra gelsvai baltos spalvos, panašus į labai išgrynintų sidabro nanowire koloidų gautų po kryžminio srauto filtravimas [ 28 ]. Pasirengimas aukšto pajamingumo ir ilgas sidabro nanoviela tirtas daugelio grupių; Tačiau, šie reakcijos procesai paprastai kompleksas arba sunku kontroliuoti [ 29 , 30 ]. Be smulkių kontrolės reagentu koncentracijų ir augimo procese, gauti sidabro nanowires visada mažas derlius lydimas didelių sumų šalutinių produktų, tokių kaip nanocubes ar nanosferas augančių iš izotropowych sėklomis, kurios įtakoja sidabro nanowire filmų savybes.

3.2. Skaidri Atlikti Kino

Optinis pralaidumo per didelis bangų ilgių srityje, yra svarbus turtas skaidriai ir laidus filmas. Pav po 2 eksponatų G-filmų su skirtingo storio, kurios buvo pagamintos ant stiklo padėklo su skirtingų koncentracijų sidabro nanoviela šviesos pralaidumo. Bandinio 1 pralaidumas yra 13%, o tai yra labai mažas. Kai koncentracija sumažėjo nuo 2 mm iki 0,5 mM, mėginių pralaidumas parodė, palaipsniui didėja masto 31%, 58%, 62%, o 65%, atitinkamai. Be to, ji gali būti vertinamas paveiksle 2 , kad G-filmų šviesos pralaidumo išlaikyti stabili, kad artimiausioje-infraraudonųjų spindulių regionuose, kas yra labai svarbu saulės elementų. Tačiau ITO pralaidumas sumažėjo nuo 1100 nm, aprašytą jo plazmonų rezonanso smailės 1300 nm [ 19 ]. G-filmų laidumas yra taip pat įtakos plėvelės storis. Taip, kaip parodyta 2 , su kurios storis didėja, G-plėvelės R lašai.

Kaip minėta įvade, tai yra didelė problema, kad sumažintumėte pasipriešinimą sidabro nanowire filmo sankirtoje. Mes nustatėme, kad padidinti sukepinimo temperatūra yra paviršutiniškas ir efektyvus būdas pagerinti sidabro nanowire filmo laidumą. Kaip parodyta lentelėje 1 , kai sukepinimo temperatūra buvo 150 ° C, kuri yra mėginio 4 R buvo / kv. Didinant sukepinimo būdu temperatūrą iki 200 ° C, R sumažėjo iki / kv. Kadangi PVP padengtas paviršius sidabrinės nanoviela buvo išskaidytas dalies 200 ° C temperatūroje, sidabro nanoviela paviršiai gali prisijungti kartu lemia aukštesnį laidumo [ 31 ]. Be to, esant 200 ° C kai kurie sidabro nanowires gali būti suvirinti kartu. Kai sukepinimo temperatūra buvo 250 ° C, PVP buvo beveik pašalintas ir dauguma skirtumas tarp sidabro nanoviela sankryžose išlydomi todėl apatinių Rs su / kv, kurios gali būti vertinama paveiksle 3 (a) . Kai kaitinimas temperatūra buvo 300 ° C temperatūroje, nors kai kurie iš sidabro nanoviela buvo sulaužytos, filmas buvo dar laidus tinklas su mažesnėmis Rs ( / kv) pavaizduota 3 (b) . Tačiau, kai plonesni pavyzdys 5 buvo sukepintiems 300 ° C temperatūroje, daugelis sidabro nanowires buvo suskaidytas todėl nelaidžios plėvelės, kuri galima pamatyti pav 3 (d) . 400 ° C, buvo beveik neveikia sidabro nanowires iš mėginio 4 (pav 3 (c) ). Pagal ( 1 ) [ 20 ], galime apskaičiuoti kuri gali įvertinti skaidraus laidžios plėvelės našumą, tuo didesnis reiškia didesnį santykį pralaidumo į RS. Mėginio 4 po to, kai apdorotame 300 ° C temperatūroje buvo 116,5 kuris yra didesnis nei, kad anglies nanovamzdelis [ 32 , 33 ] ir grafeno [ 34 ]. Todėl, G-filmai turi galimą taikymą optoelek:

3,3. Elektrodas elektrocheminio kondensatorius

Ciklinis voltamperometrija naudojamas įvertinti elektrocheminės savybės I-plėvele. Visi šie elektrocheminius matavimai atliekami 1,0 M KOH naudojant trijų elektrodų sistemą. Skaičius 4 parodė, CV kreives ir I-plėvelės elektrodo ne skaitytuvo norma nuo 10 iki 100 mV s -1. CV kreivė I-kino eksponatų, akivaizdžiai skirtingi talpa Ypatybės elektros dvigubo sluoksnio talpa, kuri turi stačiakampio CV kreivė. Skirtingai redokso piko galima matyti iš paveiksle 4 iš taikyto potencialo iš -0.5 iki 0,5 V, palyginti su Hg / Hgo atsiranda redokso reakcijos tarp AG ir P [Ag 2 35 ] apibūdinamas kaip ( 2 ). Viena iš I-plėvelės talpa skirtingu skenavimo normos gali būti įvertintas, uždaros apskritimo srityje. Pokyčiai talpos, esant skirtingoms skenavimo normos kyla iš, kad esant žemai skenavimo sparta; iš jonų difuzijos visoje reakcijos sistemos neribojamas todėl visiškai panaudoti sidabro nanowire kaip elektrodo, o esant aukštai skenavimo normas, talpa atlieka dvigubo sluoksnio ar ne indukcinis elgesį taip, kad sidabras nėra visiškai oksiduoti arba sumažinti dėl ko mažėja iš talpos [ 36 ]. Rezultatai rodo, kad I-filmas rodo puikų elektrocheminės pseudocapacitance efektyvumą ir gerą grįžtamumą įkrovimo / iškrovimo proceso metu:

Paprastai, sidabro patiria atvirkštine oksidacijos-redukcijos šarminėje būklės. Pirmajame etape, AG elektrochemiškai oksiduojasi į Ag 2 O iki , Paliekant vandens molekulę ir du elektronus. Į priešingą kryptimi, vandens molekulė buvo atskirta į ir , Taip, kad Ag 2 O gali būti sumažintas iki Ag pagal palieka , Kaip rezultatas, sidabro nanowires buvo transformuoti į Ag / Ag 2 O pagrindinio apvalkalo nano struktūras kaip grafikas 5 (a) parodė,. Siekiant nustatyti, ar Ag 2 O gamybą proceso metu, buvo atliktas EDS su dideliu vietoje dydžio (maždaug 5 μ m). Paveiksle 5 (B) , mes galime pamatyti elementų procentus. EDS spektras eksponuojami kad atomas santykis tarp AG ir O yra mažiau nei du. Priežastis yra ta, kad šaltiniai deguonies yra iš Ag 2 O ir PVP, kuris yra padengtas ant sidabro nanoviela paviršiaus, ir sidabro nanoviela branduolys vis dar Ag elementas. Taigi, eksperimentas rezultatas yra suderinamas su teorija, o tai rodo, kad Ag 2 formą O / Ag šerdies apvalkalo nano struktūras ir įkrovimo / iškrovimo proceso metu.

Yra tiesinė priklausomybė tarp skenavimo normos ir reagavimo srovę, atsižvelgiant į ( 3 ) [ 37 ], kur yra srovė (mA); yra talpa; yra skenavimo greitis ciklinio voltamperometrijos. Uždaroje plotas ciklinio voltamperometrija kreivės gali būti naudojamas įvertinti elektrocheminės talpos. Konkretus talpa yra apskaičiuotas naudojant formulę ( 4 ), kur yra veikliosios medžiagos (cm 2) sritis:

Į galvanostatic įkrovimo / iškrovimo eksperimentai yra atliekami dėl galimo langą -0,5 iki 0,5 V studijuoti konkrečią talpos I-plėvele. Paveikslas 6 rodo galvanostatic įkrovimo / iškrovimo kreivės I-filmas ne srovės tankis nuo 0,5 iki 6 mA cm -2. Kaip lentelė 2 parodė, specifinis talpa I-plėvelės padidėjo nuo 42,2 iki 41.76 MF / cm 2, kai srovės tankis padidėjo nuo 0,5 iki 3,0 mA / cm 2, kuri yra tik 1% skilimas. Tačiau konkretus talpa I-filmas smarkiai sumažėjo iki 27 mF / cm 2 pagal 6.0 mA / cm 2. Taip yra todėl, kad didesnės srovės tankis rezultatai trumpesnį laiką redokso tarp AG / Ag 2 O, taip, kad jonai neturi pakankamai laiko Difuzinė nuo elektrolito ir interfazės [ 26 ]. Be to, iš nanoviela paviršius yra padengtas pagal PVP, kurios taip pat turi poveikį pripučiamo / debito lygis [ 38 ]. Skaičius 7 pateikti, kad talpa išlaikymas I-plėvelės esant srovės tankio 6 mA / cm 2 gali pasiekti 94,2% pradinio reikšme po 100 ciklų. Kaip rezultatas, I-plėvelė elektrodas turi gerą stabilumą metu nuolat ciklų.

4. Išvados

G kino ir I-filmas buvo pagamintas danga sidabro Nanowires ant stiklo ir ITO, atitinkamai. G-filmo pralaidumas padidėjo su G-plėvelės storis sumažėjo, o laidumas gali būti pagerintas didinant sukepinimo temperatūrą priskirti PVP nuimti ir suvirinti iš sankryžų sidabro nanoviela. Rezultatai parodė, kad G-plėvelė turėjo santykis yra didesnis pralaidumo į RS nei kad anglies nanovamzdelio ir grafeno, kuris yra perspektyvus keitimas ITO taikomas optoelektroninių srityse. Be to, CV kreivės I-filmas pagal skirtingų skenavimo normos turėjo akivaizdžių redokso pikus, rodančių savo gerus rezultatus elektrocheminės pseudocapacitance ir geros grįžtamumą įkrovimo / iškrovimo proceso metu. Per galvanostatic įkrovimo / iškrovimo eksperimentus, galima pastebėti, kad konkretus talpa I-plėvelės priklauso nuo srovės tankio, ir I-plėvelė būdingas didelis elektrocheminės stabilumą. Tuo žemos srovės tankis, konkrečių talpos ėduonis gali būti ignoruojami ir tuo aukštos srovės tankio, konkretus talpa sugedę dramatiškai, nes trumpą laiką dėl jonų difuzijos. Todėl, sidabro nanowires turi didelį potencialą paraiškas optoelektronikos prietaisų.

Interesų konfliktas

Autoriai deklaruoja, kad nėra interesų, susijusių su šiame dokumente leidinį konfliktas.

Padėka

Šis darbas yra palaikoma NSFC pagal dotacijos nėra. 61307066, Daktaro fondas Švietimo ministerijos Kinija pagal Dotacijos Nr. 20110092110016 ir 20130092120024, Gamtos mokslų fondas Jiangsu Province pagal dotacijos nėra. BK20130630, Nacionalinė pagrindinių mokslinių tyrimų programą Kinijos (973 programa) lėšomis pagal dotacijos nėra. 2011CB302004, o Key laboratorijos Micro-inercinės priemonę ir Advanced navigacijos technologijos, Švietimo ministerijos, Kinijos fondas pagal neskiria. 201204.



Namuose | apie mus | Produktai | Naujienos | Paroda | Susisiekite su mumis | Grįžtamasis ryšys | Mobilusis telefonas | XML | Pagrindinis puslapis

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

Guangdong Nanhai EDDS Technology Co, Ltd