【摘要】：聚合物基銀納米顆粒薄膜可廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域,如生物醫(yī)用材料、食品包裝材料、功能織物、具有高反射率與電導(dǎo)率的功能薄膜等。然而,使用化學(xué)鍍的方法在聚乙烯基體上制備銀顆粒膜以及化學(xué)鍍銀動力學(xué)的相關(guān)研究卻比較少。因此,本文采用簡單易行的化學(xué)鍍工藝在聚乙烯基體上制備了銀顆粒薄膜,并且詳細(xì)研究了銀顆粒膜的沉積動力學(xué)。本文詳細(xì)介紹了聚乙烯基銀顆粒膜的制備過程,其包括聚乙烯基體的預(yù)處理以及化學(xué)鍍銀兩個部分。采用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜分析等技術(shù)對聚乙烯基銀顆粒膜進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,銀顆粒薄膜通過氧化還原反應(yīng)沉積在聚乙烯基體上。通過分析不同工藝參數(shù)下銀的沉積量與沉積速率隨時間的變化,詳細(xì)研究了聚乙烯基銀顆粒膜的沉積過程。研究結(jié)果表明,不同工藝參數(shù)下,銀沉積量隨時間變化的曲線成“倒S”形;而銀沉積速率隨時間的變化曲線成“山峰”形。根據(jù)銀沉積速率隨時間的變化曲線,可以將銀顆粒膜的沉積過程分為三個階段,即孕育期、加速期和減速期。隨著硝酸銀、酒石酸鉀鈉濃度或者反應(yīng)溫度的提高:在相同鍍銀時間下,銀的沉積量會逐漸增加;在銀的沉積速率達(dá)到最大值之前,銀的沉積速率逐漸增大;銀的沉積速率達(dá)到最大值所需的時間逐漸減少。采用“半球面自催化沉積動力學(xué)模型”解釋了聚乙烯基銀顆粒膜的沉積過程,相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型吻合。通過研究化學(xué)鍍銀中各種反應(yīng)物的濃度以及反應(yīng)溫度對銀沉積速率的不同影響,分析了銀顆粒膜的沉積動力學(xué),確定了化學(xué)鍍銀反應(yīng)的速率方程以及表觀活化能。最后,針對預(yù)處理工藝存在的一些問題,對其進(jìn)行了探索與優(yōu)化,提出了一種簡單易行、成本低廉的新工藝。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文3 聚乙烯基銀顆粒膜的制備3.1 引言由于聚乙烯表面不具有催化活性，在其進(jìn)行化學(xué)鍍銀之前，需要對其進(jìn)行一定的預(yù)處理，這對于非金屬材料的化學(xué)鍍銀是不可或缺的，否則后續(xù)的化學(xué)鍍銀將無法順利進(jìn)行。因此，聚乙烯基銀顆粒膜的制備過程主要分為兩步：聚乙烯基體的預(yù)處理以及化學(xué)鍍銀。圖 3-1 為制備過程的流程示意圖。其中，預(yù)處理步驟主要包括機(jī)械粗化，除油，敏化與活化。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文方向，直至打磨的面的所有區(qū)域產(chǎn)生均勻分布的劃痕。然后按照同樣的方法打磨基體的其他面。圖 3-2 是聚乙烯基體粗化前后的 SEM 照片，如圖 3-2a 所示，機(jī)械粗化之前，聚乙烯基體表面比較平滑，而通過機(jī)械粗化對聚乙烯基體進(jìn)行表面改性后（圖 3-2b）基體表面產(chǎn)生了較深的溝壑，這樣可以大大增加基體的表面積，從而在后續(xù)工藝中增加表面活化位點(diǎn)的個數(shù)，促進(jìn)化學(xué)鍍銀反應(yīng)的順利進(jìn)行，并且，聚乙烯基體表面形成了明顯的溝壑，可以與銀鍍層形成機(jī)械咬合，從而大大提高銀膜與基體的結(jié)合力。

這樣可以大大增加基體的表面積，從而的個數(shù)，促進(jìn)化學(xué)鍍銀反應(yīng)的順利進(jìn)行，并且，聚乙可以與銀鍍層形成機(jī)械咬合，從而大大提高銀膜與圖 3-2 聚乙烯基體粗化前（a）后（b）的 SEM 照片 SEM images of PE substrate before (a) after (b) mechanical ro

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙晨旭;謝銀紅;廖芝建;秦振立;杜思南;左芳;趙志剛;;聚多巴胺對材料表面功能化的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2015年12期

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本文編號：2769453