一種石墨烯基水性墨水及其噴墨打印透明的圖案化導(dǎo)電電極的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于電子印刷材料【技術(shù)領(lǐng)域】的一種石墨烯基水性墨水及其噴墨打印圖案化透明導(dǎo)電電極的應(yīng)用。所述的石墨烯基水性墨水由墨水活性組分和溶劑組成；所述墨水活性組分為石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物或氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物，墨水活性組分的質(zhì)量分數(shù)為0.1％-20％；所述溶劑為水或添加有機溶劑的水溶液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的石墨烯基水性墨水具有綠色環(huán)保、制備過程簡單、后處理溫度低的特點，并且可以獲得具有較好的導(dǎo)電性的高透明電極，可應(yīng)用在電子印刷材料【技術(shù)領(lǐng)域】。此外，其制備方法具有較高的實際應(yīng)用價值。
【專利說明】—種石墨烯基水性墨水及其噴墨打印透明的圖案化導(dǎo)電電極的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子印刷材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，涉及一種石墨烯基水性墨水及其噴墨打印圖案化透明導(dǎo)電電極的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]噴墨印刷技術(shù)具有數(shù)字化、增材制造、減少材料浪費和與不同基材的相容性等優(yōu)點，其發(fā)展推動了新型墨水材料的開發(fā)和應(yīng)用。很多器件的重要活性成分都可被噴墨印刷，包括導(dǎo)電電極、晶體管，太陽能電池，發(fā)光二極管、電池和傳感器等。然而，具有高透明性、低電阻率的圖案化電極開發(fā)仍然是一個重要的挑戰(zhàn)，尤其是在發(fā)展高度集成的系統(tǒng)領(lǐng)域方面。雖然在制作電極方面，已有不同金屬材料被制備成溶液，但是由它們往往在環(huán)境友好的溶劑(如在去離子水中)中無法穩(wěn)定分散，需要大量有機添加劑。而這些添加劑通常需要幾年得時間進行降解，還需要高的退火溫度，及高價的原材料和低的電極導(dǎo)電率，限制了它們的進一步應(yīng)用。
[0003]石墨烯是金屬材料在透明電子器件應(yīng)用的最佳替代材料之一，其具有高導(dǎo)電性，化學(xué)穩(wěn)定性，及單層僅吸收2.3%的可見光。目前，已有不同的方法應(yīng)用于石墨烯的生產(chǎn)。這些方法包括機械剝離法、化學(xué)氣相沉積、熱處理碳化硅法和液相剝離法。其中，液相剝離法具有原料廉價、可大批量生產(chǎn)，處理溫度較低等顯著優(yōu)點，是生產(chǎn)印刷墨水的理想方法。
[0004]然而，由于石墨烯的直徑需要控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，通常需小于1/20的打印噴嘴直徑，所得到的噴墨圖案的導(dǎo)電性能就有待提高。最近，有研究人員將石墨烯和金屬材料相結(jié)合以提高材料的電導(dǎo)率，然而，目前采用金屬和石墨烯復(fù)合物直接進行噴墨打印及研究金屬納米結(jié)構(gòu)對石墨烯基透明電極的影響還未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種綠色環(huán)保、制備簡單、后處理溫度低、導(dǎo)電性高的石墨烯基水性墨水及其噴墨打印圖案化透明導(dǎo)電電極的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明所述的石墨烯基水性墨水由墨水活性組分和溶劑組成；所述墨水活性組分為石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物或氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物，墨水活性組分的質(zhì)量分數(shù)為0.1% -20%。
[0007]所述銀納米顆粒與石墨烯或氧化石墨烯的質(zhì)量比< 100。
[0008]所述的石墨稀和氧化石墨稀的直徑小于2 μ m。
[0009]所述石墨烯或氧化石墨烯為液相剝離法制得。
[0010]所述溶劑為水或添加有機溶劑的水溶液，所述有機溶劑選自乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種或兩種，添加的有機溶劑與水的體積比^ I。
[0011]所述銀納米顆粒的粒徑小于lOOnm，且具有單分散性，所述的銀納米顆粒的形貌為多面體狀、片狀、棒狀、針狀或球狀。
[0012]所述的銀納米顆粒的制備方法為:1)將體積比為0.5-10的l_20wt%的羧化物溶液和l_20wt%的硝酸銀溶液，加入到體積為硝酸銀溶液10-100倍的水中，室溫下攪拌至顏色從白色到無色，得到混合溶液A ;2)將體積比為1-100的0.01-lmmol/L的抗壞血酸溶液和0.5-50 μ mo I/L的碘化鉀溶液，加入到體積為抗壞血酸溶液100-1000倍的60_100°C的水中，攪拌均勻，得到混合溶液B ；3)加熱使混合溶液B沸騰后，將混合溶液A注入到混合溶液B中，混合溶液A與混合溶液B的體積比為1:1-1:100，均勻攪拌，使黃色反應(yīng)溶液在100°C保持反應(yīng)5min-3h后，得到粗品，經(jīng)水和無水乙醇洗滌后，采用離心和真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)收集，得到單分散性多面體狀銀納米顆粒。
[0013]所述銀納米顆粒的制備方法為:1)將體積比為0.5-10的0.001-lmol/L的羧化物溶液和0.001-lmol/L的硝酸銀溶液，加入到體積為硝酸銀溶液100-10000倍的水中，大力攪拌并加入體積為硝酸銀溶液0.5-10倍的5-35wt%的過氧化氫溶液，再注入體積為硝酸銀溶液1-20倍的0.01-lmol/L的硼氫化鈉溶液，5min_6h后離心分離，用水和乙醇洗滌，得到前驅(qū)物；2)將前驅(qū)物分散在水中得到前驅(qū)物分散液，前驅(qū)物的質(zhì)量分數(shù)為0.1-1Owt %,然后在其中加入分子量為3000-12000的聚乙烯吡咯烷酮和抗壞血酸，使聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量分數(shù)為l_5wt%，抗壞血酸的濃度為0.l_2mol/L，最后再加入體積為前驅(qū)物分散液0.01-0.2倍的1-lOOOmmol/L的硝酸銀溶液，慢慢攪拌；3)向步驟2)的混合溶液中加入體積為前驅(qū)物分散液0.005-0.1倍的l-1000mmol/L的羧化物溶液，再緩慢加入體積為前驅(qū)物分散液0.1-500倍的Ι-lOOOmmol/L的羧化物溶液和1-lOOOmmol/L的硝酸銀溶液的混合液，混合液中羧化物溶液和硝酸銀溶液的體積比為0.5-10，繼續(xù)反應(yīng)0-4個小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水、無水乙醇、丙酮洗滌后，采用離心和真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到單分散性片狀銀納米顆粒。
[0014]所述羧化物為丙二酸、琥珀酸、檸檬酸、酒石酸、檸檬酸鈉、異檸檬酸中的一種。
[0015]上述的石墨烯基水性墨水的制備方法為:將石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯與銀納米顆粒、或者氧化石墨烯與銀納米顆粒分散在溶劑中，超聲5min-7h，然后用濾膜孔徑為0.5-2 μ m的過濾器將雜質(zhì)濾除。
[0016]采用上述的石墨烯基水性墨水噴墨打印透明的圖案化導(dǎo)電電極的應(yīng)用。
[0017]所述的噴墨打印透明的圖案化導(dǎo)電電極的方法為:將石墨烯基水性墨水注入墨盒，利用打印機對打印基底進行打印，打印溫度控制在0-60°C ;將噴墨打印后的打印基底，放入裝有還原性物質(zhì)的真空干燥器中，抽真空至真空表壓讀數(shù)< -0.1兆帕，然后加熱到70-150 0C，經(jīng)過0.5-24h，取出，得到透明的圖案化導(dǎo)電電極。
[0018]所述打印基底的材質(zhì)為玻璃、氧化銦錫、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚對苯二甲酸丁酯、聚碳酸樹脂、聚氨基甲酸乙酯中的一種。
[0019]所述還原性物質(zhì)為肼、水合肼、氨水、氫碘酸、氫溴酸中的一種或兩種。
[0020]由于分散性等問題，直接通過噴墨印刷金屬和石墨烯基復(fù)合墨水，獲得透明導(dǎo)電圖案仍然是一個挑戰(zhàn)。本發(fā)明提出了一種可實現(xiàn)噴墨印刷高導(dǎo)電性和透明性的石墨烯基圖案的方法。首先本發(fā)明采用液相剝離法獲得的石墨烯或氧化石墨烯，由于其表面具有大量的官能團，一方面有利于納米粒子在其表面的組裝，另一方面有利于其在溶劑中的分散，而且液相剝離法可以批量獲得石墨烯或氧化石墨烯產(chǎn)品。本發(fā)明使用的墨水溶劑是環(huán)境友好的水溶液，單分散的銀納米顆粒自組裝在氧化石墨烯或石墨烯上，通過Marangoni流動抑制了其中的咖啡環(huán)效應(yīng)，還原后，有效的提高了圖形的導(dǎo)電性，同前人的相關(guān)報道相比，石墨烯基圖案顯示了出色的導(dǎo)電性和透明性。該噴墨印刷和還原過程可以拓展到獲取其他金屬-石墨烯復(fù)合物圖案和器件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明所述的水性銀-石墨烯基墨水材料制成的墨水具有綠色環(huán)保、制備過程簡單、易于操作、后處理溫度低、產(chǎn)物可控的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1制備的單分散性多面體狀銀納米顆粒。
[0022]圖2為實施例1制備的單分散性多面體狀銀納米顆粒自組裝在氧化石墨烯表面及實施例1制備的石墨稀基水性墨水。
[0023]圖3為實施例1制備的石墨烯基水性墨水打印還原處理后的圖案。
[0024]圖4為實施例2制備的單分散性片狀銀納米顆粒。
[0025]圖5為實施例2制備的單分散性片狀銀納米顆粒自組裝在氧化石墨烯表面及實施例2制備的石墨稀基水性墨水。
[0026]圖6為實施例2制備的石墨烯基水性墨水打印還原處理后的圖案。

【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所述的石墨烯基水性墨水及其應(yīng)用做進一步說明，但是本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0028]實施例1
[0029]石墨烯基水性墨水由氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物和水組成，氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物的質(zhì)量分數(shù)為2.4%，氧化石墨烯與銀納米顆粒質(zhì)量比為0.5 ;氧化石墨烯的直徑小于2 μ m ;銀納米顆粒的粒徑小于lOOnm。
[0030]氧化石墨烯的合成:采用改良的Hrnnmer法制備得到的氧化石墨烯為金黃色的產(chǎn)物；產(chǎn)物用超聲波破碎機200W處理2小時，之后通過I μ M過濾膜，除去大尺寸氧化石墨烯；獲得的固體在室溫下進行過夜真空干燥，即得。
[0031]銀納米顆粒的合成:將100 μ L的檬酸鈉溶液和50 μ L的10wt%的硝酸銀溶液加入到ImL水中，在室溫下攪拌至顏色從白色到無色，得到混合溶液A ;將49μ L的0.lmmol/L的抗壞血酸溶液和49 μ L的5 μ mo I/L的碘化鉀溶液混合，加入到體積為抗壞血酸溶液1000倍的80°C的水中，攪拌均勻，得到混合溶液B ;加熱使混合溶液B沸騰后，將混合溶液A注入到混合溶液B中，均勻攪拌，使黃色的反應(yīng)溶液在100°C保持lh，得到粗品，經(jīng)水和無水乙醇洗滌后，采用離心和真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)收集，得到單分散性多面體狀銀納米顆粒。
[0032]墨水的制備:將上述制備的氧化石墨烯與銀納米顆粒采用Ih的超聲分散在水中，得到氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物，然后用濾膜孔徑為0.8 μ m的過濾器將雜質(zhì)濾除。
[0033]電極的印刷:將墨水注入墨盒，利用打印機對打印基底進行打印，打印基底材質(zhì)為玻璃片，打印溫度為40°C ;將噴墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入裝有ImL水合肼的小燒杯，打開機械泵，抽真空至真空表壓讀數(shù)為-0.1兆帕關(guān)掉機械泵，然后加熱到90°C，經(jīng)過3h，取出，得到具有高透明性的導(dǎo)電圖案化電極。
[0034]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用單分散性多面體狀銀納米顆粒-氧化石墨烯制成的墨水可用于噴墨印刷，還原后可得到圖案(見圖4)，獲得的透明圖案顯示高導(dǎo)電性(薄膜電阻為639Ω/0)和高透明性(透過率為87% )。
[0035]實施例2
[0036]石墨烯基水性墨水由氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物和體積分數(shù)為20%的丙酮溶液組成，氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物的質(zhì)量分數(shù)為4.5%，氧化石墨烯與銀納米顆粒質(zhì)量比為0.2 ;氧化石墨烯的直徑小于2 μ m ;銀納米顆粒的粒徑小于lOOnm。
[0037]氧化石墨烯的合成:采用改良的Hrnnmer法制備得到的氧化石墨烯為金黃色的產(chǎn)物；產(chǎn)物用超聲波破碎機在200W處理2小時，之后通過I μ M過濾膜，除去大尺寸氧化石墨烯；獲得的固體在室溫下進行過夜真空干燥，即得。
[0038]銀納米顆粒的合成:將100 μ L的0.lmol/L的檸檬酸鈉溶液和45 μ L的0.1mol/L的硝酸銀溶液溶解在50mL的水中，再加入100 μ L的30wt%的過氧化氫溶液，大力攪拌，再注入250 μ L的0.lmol/L的冰的硼氫化鈉溶液，30min后將樣品進行離心分離，用水和乙醇洗滌多次后，得到前驅(qū)物；把所有前驅(qū)物分散在5mL水中，然后在其中加入分子量為5000-10000的聚乙烯吡咯烷酮和抗壞血酸，使聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量分數(shù)為5wt%，抗壞血酸的濃度為0.5mol/L，然后慢慢加入0.6mL的0.lmol/L的硝酸銀溶液，慢慢攪拌；再加Λ 300 μ L的0.lmol/L的檸檬酸鈉，然后緩慢加入含有60 μ L的0.lmol/L的硝酸銀溶液和900 μ L的0.lmol/L的檸檬酸鈉溶液的混合液。繼續(xù)反應(yīng)進行I個小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水、無水乙醇、丙酮洗滌后，采用離心和真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到單分散性片狀銀納米顆粒。
[0039]墨水的制備:將上述制備的氧化石墨烯與銀納米顆粒采用Ih的超聲分散在體積分數(shù)為20%的丙酮溶液中，得到氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物，然后用濾膜孔徑為0.8 μ m的過濾器將雜質(zhì)濾除。
[0040]電極的印刷:將墨水注入墨盒，利用打印機對打印基底進行打印，打印基底材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷，打印溫度為40°C ;將噴墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入裝有ImL濃氨水的小燒杯，打開機械泵，抽真空至真空表壓讀數(shù)為-0.1兆帕，然后加熱到90°C，經(jīng)過3h，取出，得到具有高透明性的導(dǎo)電圖案化電極。
[0041]圖5為單分散的銀納米三角片自組裝在氧化石墨烯表面，其中低能量面Ag{lll}面取向組裝在氧化石墨烯的{001}面上。單分散性三角片狀銀納米顆粒-氧化石墨烯制成的墨水可用于噴墨印刷，經(jīng)過還原后獲得精致圖案，獲得的透明圖案顯示高導(dǎo)電性(薄膜電阻僅為170 Ω / □)和高透明性(透過率為90% )。
[0042]實施例3
[0043]石墨烯基水性墨水由石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物和30°C時乙酸乙酯飽和水溶液組成，石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物的質(zhì)量分數(shù)為3.1 %，石墨烯由液相剝離法獲得，石墨烯與銀納米顆粒質(zhì)量比為0.15 ;石墨烯的直徑小于2 μ m ;銀納米顆粒的粒徑小于lOOnm。
[0044]銀納米顆粒的合成:將100 μ L的1wt %酒石酸溶液和50 μ L的1wt %的硝酸銀溶液加入到ImL水中，在室溫下攪拌至顏色從白色到無色，得到混合溶液A ;將49μ L的0.lmol/L的抗壞血酸和49 μ L的5mmol/L的碘化鉀混合，加入到體積為抗壞血酸溶液1000倍的80°C的水中，攪拌均勻，得到混合溶液B ;加熱使混合溶液B沸騰后，將混合溶液A注入到混合溶液B中，均勻攪拌，使黃色的反應(yīng)溶液在100°C保持lh，得到粗品，經(jīng)水和無水乙醇洗滌后，采用離心和真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)收集，得到單分散性多面體狀銀納米顆粒。
[0045]墨水的制備:將上述制備的石墨烯與銀納米顆粒采用2h的超聲分散在30°C時乙酸乙酯飽和水溶液中，得到石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物，然后用濾膜孔徑為I μ m的過濾器將雜質(zhì)濾除。
[0046]電極的印刷:將墨水注入墨盒，利用打印機對打印基底進行打印，打印基底材質(zhì)為聚甲基丙烯酸酯，打印溫度為40°C ;將噴墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入裝有ImL氫碘酸的小燒杯，打開機械泵，抽真空至真空表壓讀數(shù)為-0.1兆帕關(guān)掉機械泵，然后加熱到110°C，經(jīng)過3h，取出，得到具有高透明性的導(dǎo)電圖案化電極。
[0047]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用單分散性多面體狀銀納米顆粒-石墨烯制成的墨水可用于噴墨印刷，獲得的透明圖案顯示較高導(dǎo)電性(薄膜電阻為200Ω/?)和高透明性(透過率為88% )。
[0048]實施例4
[0049]石墨烯基水性墨水由氧化石墨烯與水組成，氧化石墨烯的質(zhì)量分數(shù)為3.8%，氧化石墨烯的直徑小于2 μ m ;由液相剝離法獲得。
[0050]墨水的制備:將氧化石墨烯采用4h的超聲分散在水中，然后用濾膜孔徑為0.8 μ m的過濾器將雜質(zhì)濾除。
[0051]電極的印刷:將墨水注入墨盒，利用打印機對打印基底進行打印，打印基底材質(zhì)為聚丙烯，打印溫度為40°C ;將噴墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入裝有ImL氫碘酸的小燒杯，打開機械泵，抽真空至真空表壓讀數(shù)為-0.1兆帕關(guān)掉機械泵，然后加熱到110°C，經(jīng)過3h，取出，得到具有高透明性的導(dǎo)電圖案化電極。
[0052]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用氧化石墨烯制成的墨水可用于噴墨印刷，還原后獲得的透明圖案顯示較高導(dǎo)電性(薄膜電阻為2.5kQ / □)和高透明性(透過率為93% )。
[0053]實施例5
[0054]石墨烯基水性墨水由石墨烯與水組成，石墨烯的質(zhì)量分數(shù)為2.6%，石墨烯的直徑小于2 μ m ;由液相剝離法獲得。
[0055]墨水的制備:將石墨烯采用2.5h的超聲分散在水中,然后用濾膜孔徑為I μ m的過濾器將雜質(zhì)濾除。
[0056]電極的印刷:將墨水注入墨盒，利用打印機對打印基底進行打印，打印基底材質(zhì)為氧化銦錫，打印溫度為40°C ;將噴墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入裝有ImL氫碘酸的小燒杯，打開機械泵，抽真空至真空表壓讀數(shù)為-0.1兆帕關(guān)掉機械泵，然后加熱到110°C，經(jīng)過3h，取出，得到具有高透明性的導(dǎo)電圖案化電極。
[0057]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用石墨烯制成的墨水可用于噴墨印刷，還原后獲得的透明圖案顯示較高導(dǎo)電性(薄膜電阻為3kQ / □)和高透明性(透過率為92% )。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述墨水由墨水活性組分和溶劑組成；所述墨水活性組分為石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物或氧化石墨烯與銀納米顆粒的復(fù)合物，墨水活性組分的質(zhì)量分數(shù)為0.1% -20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述銀納米顆粒與石墨烯或氧化石墨稀的質(zhì)量比< 100 ;所述的石墨稀和氧化石墨稀的直徑小于2μηι ;所述石墨稀或氧化石墨烯為液相剝離法制得；所述溶劑為水或添加有機溶劑的水溶液，所述有機溶劑選自乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種或兩種，添加的有機溶劑與水的體積比< I ;所述銀納米顆粒的粒徑小于lOOnm，且具有單分散性，所述的銀納米顆粒的形貌為多面體狀、片狀、棒狀、針狀或球狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述的銀納米顆粒的制備方法為:1)將體積比為0.5-10的1_20被％的羧化物溶液和l_20wt%的硝酸銀溶液，加入到體積為硝酸銀溶液10-100倍的水中，室溫下攪拌至顏色從白色到無色，得到混合溶液A ;2)將體積比為1-100的0.01-lmmol/L的抗壞血酸溶液和0.5-50 μ mo I/L的碘化鉀溶液，加入到體積為抗壞血酸溶液100-1000倍的60-100°C的水中，攪拌均勻,得到混合溶液B ；3)加熱使混合溶液B沸騰后，將混合溶液A注入到混合溶液B中，混合溶液A與混合溶液B的體積比為1:1-1:100，均勻攪拌，使黃色反應(yīng)溶液在100°C保持反應(yīng)5min-3h后，得到粗品，經(jīng)水和無水乙醇洗滌后，采用離心和真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)收集，得到單分散性多面體狀銀納米顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述銀納米顆粒的制備方法為:1)將體積比為0.5-10的0.001-lmol/L的羧化物溶液和0.001-lmol/L的硝酸銀溶液，加入到體積為硝酸銀溶液100-10000倍的水中，大力攪拌并加入體積為硝酸銀溶液0.5-10倍的5-35wt %的過氧化氫溶液，再注入體積為硝酸銀溶液1-20倍的0.01-lmol/L的硼氫化鈉溶液，5min-6h后離心分離，用水和乙醇洗滌，得到前驅(qū)物；2)將前驅(qū)物分散在水中得到前驅(qū)物分散液，前驅(qū)物的質(zhì)量分數(shù)為0.l_10wt%，然后在其中加入分子量為3000-12000的聚乙烯吡咯烷酮和抗壞血酸，使聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量分數(shù)為l-5wt%，抗壞血酸的濃度為0.l_2mol/L，最后再加入體積為前驅(qū)物分散液0.01-0.2倍的l-1000mmol/L的硝酸銀溶液，慢慢攪拌；3)向步驟2)的混合溶液中加入體積為前驅(qū)物分散液0.005-0.1倍的1-lOOOmmol/L的羧化物溶液，再緩慢加入體積為前驅(qū)物分散液0.1-500倍的Ι-lOOOmmol/L的羧化物溶液和1-lOOOmmol/L的硝酸銀溶液的混合液，混合液中羧化物溶液和硝酸銀溶液的體積比為0.5-10，繼續(xù)反應(yīng)0-4個小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水、無水乙醇、丙酮洗滌后，采用離心和真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到單分散性片狀銀納米顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述羧化物為丙二酸、琥珀酸、檸檬酸、酒石酸、檸檬酸鈉、異檸檬酸中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基水性墨水的制備方法，其特征在于，其具體步驟為:將石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯與銀納米顆粒、或者氧化石墨烯與銀納米顆粒分散在溶劑中，超聲5min_7h,然后用濾膜孔徑為0.5-2 μ m的過濾器將雜質(zhì)濾除。
7.采用權(quán)利要求1-5任一所述的石墨烯基水性墨水噴墨打印透明的圖案化導(dǎo)電電極的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的噴墨打印透明的圖案化導(dǎo)電電極的方法為:將石墨烯基水性墨水注入墨盒，利用打印機對打印基底進行打印，打印溫度控制在0-60°C ;將噴墨打印后的打印基底，放入裝有還原性物質(zhì)的真空干燥器中，抽真空至真空表壓讀數(shù)< -0.1兆帕，然后加熱到70-150°C，經(jīng)過0.5-24h，取出，得到透明的圖案化導(dǎo)電電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述打印基底的材質(zhì)為玻璃、氧化銦錫、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚對苯二甲酸丁酯、聚碳酸樹脂、聚氨基甲酸乙酯中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述還原性物質(zhì)為肼、水合肼、氨水、氫碘酸、氫溴酸中的一種或兩種。
【文檔編號】B41M5/00GK104277592SQ201410472694
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】李立宏, 宋延林 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所