通过超声剥离法，如何改善铜纳米管薄膜中的耐氧化性
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前言
在纳米材料领域，纳米片是一种引人注目的材料。 它们具有独特的结构和性能，在各种应用中显示出巨大的潜力。 其中，二硫化钼（MoS2）就是纳米片之一。 因其优异的光学和化学性能而备受关注的代表。
基于其特点，我们提出了一种简单的四层二硫化钼纳米片的制备方法，并对其在有机发光二极管中的潜在应用进行了深入研究。 我们还通过结合化学气相沉积和机械剥离技术成功实现了这一目标。 制备了厚度可控的MoS2纳米片。
该制备方法不仅操作简单，而且可以实现规模化生产，为进一步应用奠定了基础。
二硫化钼纳米片的制备
在本实验中，我们使用MoS2粉末和NMP溶剂制备了高质量的四层MoS2纳米片，横向尺寸约为11微米。
NMP溶剂可以防止剥离的纳米片重新聚集，而超声波剥离方法将MoS2粉末和NMP溶剂按一定比例混合。 不同的NMP溶剂含量对MoS2纳米片有不同的影响。
MoS2 纳米片的原子力显微镜 (AFM) 图像，显示了 MoS2 纳米片的表面形貌和表面粗糙度。 我们可以观察到MoS2纳米片的横向尺寸约为11微米。
我们将利用MoS2纳米片的X射线衍射（XRD）图来分析MoS2纳米片的晶体结构。 从 XRD 图上我们可以看到，当 2θ=14.1° 时有一个较强的衍射峰，对应于 MoS2 晶面的（002），而在 2θ=33.1° 时，我们可以发现一个较弱的衍射峰，对应于（ 100) MoS2 晶面。
为了确定剥离的 MoS2 纳米片层的数量，我们使用拉曼光谱测试了样品。 在340~440 cm^{-1}范围内出现两个拉曼特征峰，对应MoS2的E1_{2g。 }和A1g振动模式，通过计算可以发现Δ=25 cm^{-1}，因此可以得出MoS2纳米片的层数为四层。
为了观察MoS2纳米片的整个制备过程，我们使用扫描电子显微镜（SEM）对产品进行研究。 经过超声波处理4小时到20小时后，产物呈现出不同的形状和尺寸，而当超声波处理时间为4小时时，大片的MoS2刚刚开始剥离，几乎没有生成MoS2纳米片。
我们发现4小时的时间太短，不足以破坏层间的范德华力，而当时间从4小时增加到12小时时，观察到大块的MoS2剥离成纳米片。
随着MoS2纳米片尺寸不断增大，纳米片层数也会随着超声处理时间的增加而减少。 在16小时到20小时内，MoS2纳米片的尺寸没有增加。 适宜的超声波处理时间为12小时。
通过两步离心操作，我们将超声处理后的MoS2纳米片溶液滴在Si芯片上，等待其自然干燥以进行后续观察。 不同的超声波功率会引起不同程度的MoS2粉末剥离，剥离后的产品基本呈块状且尺寸较小。
我们通过观察发现，在此过程中产生了少量的MoS2纳米片，这表明240W产生的超声波不足以打破MoS2层之间的范德华力。
然后我们继续增加功率。 当超声功率大于360 w时，MoS2纳米片的尺寸不再变大。 随着超声波功率继续增加，MoS2 纳米片被破坏。 这是由于超声波产生的能量过多造成的。 MoS2纳米片中的共价键被破坏，我们可以得出结论，当超声功率为360 w时，MoS2纳米片的尺寸较大。
二硫化钼粉末与NMP溶剂的注入比例
我们发现，当超声时间和超声功率固定为最佳参数时，MoS2粉末和NMP溶剂的不同质量比也会导致MoS2纳米片的不同形貌，其中NMP溶剂体积固定为25 ml，MoS2粉末和NMP溶剂的质量比不同。 MoS2 粉末的结果是，由于过量的 NMP 溶剂通过非共价键吸附在 MoS2 表面，因此块状 MoS2 的剥离不成功。
当MoS2粉末的质量为1克时，块状MoS2已经剥落成MoS2纳米片，而当块状MoS2的质量为1.5g时，NMP溶剂不足以削弱MoS2层间的范德华力，因此剥离的MoS2纳米片变厚，多层MoS2纳米片相继出现，这表明当NMP溶剂体积为25 ml时，MoS2粉末的最佳质量为1.0 g。
尽管铜纳米线（CuNW）具有许多优点，但也存在一些不容忽视的缺点，例如粗糙度高、化学稳定性低、功函数低等。
为了克服这些问题，我们在CuNW TCF表面旋涂MoS2溶液制备了CuNW/MoS2 CTCF，以降低CuNW TCF的粗糙度并提高抗氧化性和功函数。 然后我们比较了 CuNW TCF 和 CuNW/MoS2 CTCF 的性能。 光电特性。
刚制备时，CuNW TCF和CuNW/MoS2 CTCF的方块电阻也相似。 CuNW TCF的方块电阻从48小时前的19.92Ω/迅速增加到48小时后的223.25Ω/方块，而CuNW/MoS2 CTCF的方块电阻增加缓慢，仅在48小时后增加到54.74Ω/方块。小时。 MoS2 涂层有效保护 CuNW 免受湿气和氧气的影响。
通过实验，我们了解到较高的粗糙度会导致电子设备短路。 在光电器件的实际应用中，光滑的表面至关重要。 我们将MoS2嵌入CuNW薄膜中以降低CuNW薄膜的粗糙度。 由此可见，CuNW TCF的表面形貌相对粗糙。
我们的旋涂MoS2薄膜可以显着降低CuNW薄膜的表面粗糙度，因为MoS2纳米片可以填充CuNW随机网格之间的间隙，从而进一步降低复合导电薄膜的表面粗糙度，改善功函数和薄膜的电导率。 为了改善性能，我们将 PEDOT:PSS 溶液旋涂在 CuNW/MoS2 纳米片 CTCF 上。 旋涂后，我们发现复合薄膜的表面粗糙度大大降低。
OLED的光电特性
我们将PSS薄膜放在干净的样品托盘上，然后将样品托盘放入有机光伏超高真空制备系统中，然后进行真空抽气和NPB蒸发。 NPB的蒸镀是在有机室压力低于9.0×10^-5 Pa的环境下进行的。NPB沉积厚度为50 nm，Alq3（40 nm）、LiF（1 nm）和Al (100 nm)依次沉积在样品上。
我们通过扫描电子显微镜（SEM、JSM-7500F、JEOL）、原子力显微镜（AFM、Edge）、拉曼光谱（）和X射线衍射（）研究了制备的MoS2纳米片的形貌和尺寸。
我们使用光度计测定了 CuNW TCF 和 CuNW/MoS2 CTCF 的透射率（86LA 屏幕光度计测量了 OLED 的电致发光特性。
我们使用CuNW TCF作为阳极，MoS2纳米片作为阳极缓冲层来制备柔性OLED。 我们还分别展示了柔性OLED的物理图和发光图像。 所有测量均在室温空气中进行。
我们比较了有和没有 MoS2 薄膜的 OLED 的光电特性。 在相同的驱动电压下，具有MoS2阳极缓冲层的柔性OLED的电流效率高于不具有MoS2阳极缓冲层的柔性OLED。 带MoS2阳极缓冲层的OLED最大电流密度为89.34 mA/cm²，带MoS2阳极缓冲层的OLED最大电流密度为488 mA/cm²，增加了5.46倍。
MoS2纳米片具有优异的导电性，可以很好地对CuNW表面进行改性，提高OLED的载流子传输效率。 带MoS2阳极缓冲层的OLED最大亮度为3250 cd/m²，不带MoS2阳极缓冲层。 OLED的最大亮度仅为1513 cd/m²。
它们之间的最大亮度的关系是2.15倍。 有MoS2阳极缓冲层的OLED与无MoS2阳极缓冲层的OLED的电流密度（对数标度）与电压的关系，相同电压下，MoS2基OLED的电流密度较大，表明MoS2-的电导率基于OLED的更好。 电流效率和功率效率也是OLED的重要参数。 然后我们得到了两种OLED的电流效率和功率效率。
我们最终发现基于MoS2的OLED的电流效率和功率效率低于没有MoS2阳极缓冲层的OLED。 当需要高能源效率时，MoS2在这种器件结构中的作用还需要进一步探索。
结论
根据我们的研究，超声波剥离方法可以显着提高铜纳米管薄膜的抗氧化能力。 我们利用超声波的振动在纳米管薄膜表面形成微小的皱纹和缺陷结构，增加表面能和活性位点的数量。 。
这些微观结构不仅提高了氧化反应的速率，而且促进了氧化层的形成，形成保护层以防止进一步的氧化反应。 不仅如此，超声波剥离还会引起晶格的重新排列，从而改善薄膜的结晶度。 强度和化学稳定性。
参考
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