石墨烯/纳米银复合材料的制备、微结构及其导电性能

将不同比例的氧化石墨烯(GO)和硝酸银混合,采用水合肼一步还原制备石墨烯/纳米银(RGO/Ag)复合材料。采用UV-vis、XRD、FTIR和SEM对RGO/Ag复合材料结构组成进行表征分析,并结合热流量和结构变化研究其构成和热处理工艺对导电性的影响。结果表明:Ag基本以类似球形与石墨烯(RGO)复合;RGO/Ag复合材料的导电性与其构成有很大关系,只有当GO加入量小于50wt%时,Ag含量的提高和热处理工艺的优化可以明显改善复合材料的导电性,其中,GO加入量为16wt%的RGO/Ag片方阻值可达到8mΩ/□;当GO加入量高于50wt%时,复合材料导电性与RGO接近,受Ag含量的提高和热处理工艺优化的影响较小。     

基于石墨烯的导电油墨配方优化设计

分析了不同原材料配比的石墨烯导电油墨性能。将石墨烯添加质量分数为26%,28%,30%,32%的导电油墨分别编号为A、B、C、D,测量4组样品的电阻率、油墨细度,分析印品的印刷质量。测试结果表明:随着石墨烯填充量的增加,导电油墨的电阻率逐渐降低,导电油墨D的电阻率最小,为5.42Ω·cm;随着石墨烯含量的增加,油墨细度随之增大,其值都在丝网印刷油墨适性细度范围之内;导电油墨D印刷的样品质量相对最好。可得最佳的导电油墨配比为:连结料丙烯酸树脂、无水乙醇、丙三醇、苯甲酸、导电碳粉、聚乙烯蜡、导电填料石墨烯的添加质量分数分别为18%,34%,11%,2%,2%,1%,32%。导电油墨D的导电性能较好,丝网印刷的样品质量也较高。     

石墨烯导电油墨的研究进展

目的 综述石墨烯导电油墨的制备工艺及其应用。方法 以查阅文献的形式了解石墨烯导电油墨的制备工艺, 比较分析不同制备方法得到的石墨烯导电相的特点, 阐述广义导电油墨的导电机理。重点介绍石墨烯导电油墨在电子器件和储能器件中的应用,并展望其发展前景。结果 目前对石墨烯导电油墨的制备工艺研究主要集中于油墨导电相的制备, 未来研究仍需关注连结料、 溶剂和助剂的选择。对石墨烯导电油墨的导电机理的研究尚未起步, 探讨石墨烯导电油墨的研究进展将有助于研究人员更好地了解并应用石墨烯导电油墨。结论 石墨烯导电油墨必将成为未来印制电子领域的关键材料。     

纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用

目的 探究纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用。方法 通过总结国内外文献,从纳米银颗粒及其导电油墨的制备、印刷工艺、烧结工艺以及在柔性印刷电子技术中的应用几方面总结近年来的研究进展。结果 在油墨制备及使用中,简化制备工艺、降低生产成本、实现绿色环保、低温烧结,同时提高油墨的基材适应性是未来纳米银导电油墨的改进重点。直写技术具有精度高、速度快等优势,正逐渐替代丝网印刷技术成为主流。烧结工艺的研究重点在于实现低温烧结,其中化学烧结工艺简单,但提高导电性是研究重点。其他烧结方式则设备昂贵,环境要求高。结论 作为功能性电子材料,纳米银导电油墨因出色的电性能和印刷适性,正在被广泛应用于柔性印刷电子中。近年来通过对纳米银及其导电油墨的深入研究及技术改进,在纳米银颗粒的制备、低温烧结技术、节能环保加工工艺等方面获得了一定的进展。与此同时,将其作为功能材料应用于制备柔性传感器中,RFID标签天线、柔性电极、超级电容器、太阳能电池等正受到广泛研究与应用。     

纳米银导电油墨的制备研究与包装应用概论

纳米导电油墨具有独特的物理及化学性质,而导电填料则决定导电油墨的性能。概述了纳米导电油墨的组成、分类及特点,主要论述了纳米银的特性,相较于其他填料,纳米银具备良好的导电性、导热性、纳米光学性、高比表面积等特性,因而纳米银作为导电填料成为了制备导电油墨的首选;进一步阐述了纳米银的制备方法及纳米银导电油墨的配方设计及制备工艺,通过不同的研究分析了纳米银导电油墨性能的影响因素,以及纳米银导电油墨在不同包装应用的发展趋势,并对其应用研究提出了建议。     

导电油墨及其印刷技术的研究进展

目的 综述导电油墨及其印刷方式的研究进展,为开发价格低廉、性能稳定、导电性优良的导电油墨提供参考。方法 通过查阅文献归纳各类导电油墨的制备方式、印刷方式和应用领域,对导电油墨进行系统分类,比较各类导电油墨的性能和优缺点,并对其印刷技术进行分析,展望了导电油墨的发展前景。结果 目前关于导电油墨的研究集中在纳米银、纳米铜、石墨烯等导电填料的低温烧结油墨,主要采用丝网印刷、喷墨印刷等印刷方式,多用于制备传感器、柔性可穿戴设备等。未来的研究仍需关注如何低成本、低能耗、简单大量地制造导电油墨。结论 导电油墨的制备将与环境友好型的印刷方式相结合,向高导电性、高印刷适性发展,成为印刷电子领域的关键技术。     

光固化导电喷墨油墨的固化过程和导电性能

为了满足目前精细电路板制作的需要,研制了一种含纳米银的光固化导电油墨,并研究了纳米银对双重固化和电导率的影响。通过将均一分散的纳米银溶液与光固化树脂、光引发剂和热引发剂混合来配制油墨。固化过程包括光固化和热固化两步。纳米银粉的添加量以及热处理的条件对电子率都有影响。结果表明:纳米银粉为固含量的70%时制得的导电油墨在200℃下处理5min,电阻率可达5×10-6Ω·cm。     

纳米银-氧化石墨烯复合材料抗菌性能研究进展

纳米银-氧化石墨烯是一种新型抗菌复合材料,具有比表面积大、无耐药性、广谱抗菌和对哺乳动物细胞毒性低的特点,在生物医用材料和抗菌材料上有着潜在应用。主要介绍了纳米银-氧化石墨烯复合材料的制备方法,总结了纳米银-氧化石墨烯复合材料的杀菌机理,提出了提高其杀菌性能的方法,对于石墨烯及其衍生物复合材料的研究具有借鉴意义。     

石墨烯/纳米银抗菌剂在聚丙烯中的应用

以石墨烯为载体,采用化学还原法在石墨烯表面负载纳米银颗粒,制备了石墨烯/纳米银抗菌剂。将石墨烯/纳米银抗菌剂先与少量聚丙烯粉料在水溶液中共混得到石墨烯/纳米银抗菌剂母料,然后与实验设计量的聚丙烯粉料熔融共混,获得抗菌聚丙烯复合材料。研究了石墨烯/纳米银抗菌剂的添加量对抗菌塑料的抗菌性能、力学性能和变色性的影响。结果表明,在石墨烯/纳米银抗菌剂0.01%的添加量时,抗菌聚丙烯复合材料对金黄色葡萄糖球菌和大肠杆菌的抗菌率均超过95%;当添加量提升到0.03%时,抗菌聚丙烯对金黄色葡萄糖球菌和大肠杆菌的抗菌率达到了99%以上,实现了抗菌剂低添加量材料的高效抗菌性能;同时,在上述的添加量时,石墨烯/纳米银抗菌剂不影响基体的力学性能,样品的拉伸强度、弯曲模量和简支梁缺口冲击强度分别维持在(36.2±0.2) MPa,(1508±15) MPa,(1.79±0.10) kJ/m²。     

石墨烯及Ag/石墨烯纳米复合材料的原位合成

选择改进的H ummer方法制备氧化石墨烯;采用硼氢化钠和柠檬酸钠相结合的方法还原氧化石墨制备石墨烯及Ag/石墨烯纳米复合材料,采用拉曼光谱、TEM、SEM、UV-Vis、XRD、FTIR等多种测试手段对其表征,发现硼氢化钠可以还原氧化石墨烯中的边缘缺陷,柠檬酸钠可以剥离氧化石墨烯片层并使银纳米颗粒附着在石墨烯片层上,石墨烯层数较少且随着反应时间的延长,银纳米颗粒的尺寸也会逐渐增大.     

分散剂和树脂对导电油墨导电性能的影响

目的 探究提升碳系水性导电油墨导电性能的方法,主要研究分散剂和树脂的含量对碳系水性导电油墨导电性能的影响。方法 使用W?190分散剂和水性丙烯酸树脂,采用双因素法,保持分散剂和树脂的总质量在油墨中的占比固定,且其他组分在油墨中的占比也不变,通过改变分散剂与树脂之间的比例,制备多组碳系水性电热油墨。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观察各组碳系水性导电油墨,测试油墨的黏度、方阻,探究导电油墨的形貌和导电性。结果 通过改变分散剂与树脂的质量比值,会对导电油墨的导电性能产生较大影响。在其他条件一定的情况下,随着分散剂与树脂的质量比值的增加,碳系水性导电油墨的导电性呈先降低再升高的趋势。结论 分散剂与树脂的质量比对导电油墨的导电性具有较大影响,当分散剂与树脂的质量比为2.5∶1时,在分散研磨60 min后,碳系水性导电油墨的黏度最大值为11.1 Pa.s,方阻最小值为4.3 Ω/□,此时导电性相对最佳。     

纳米银颗粒掺入的导电聚合物墨水导电性研究

目的提高有机聚合物导电墨水直写图案的导电性。方法在聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)导电墨水中掺入纳米银颗粒(AgNPs)制备混合型导电墨水,并用于制备直写导电图案。结果直写图案的电阻率测试结果表明,当AgNPs的质量分数从0提高到10%时,图案电阻率从8.7×10~7μ?·cm下降到931.7μ?·cm;经过20 MPa的施压处理10 min后,图案电阻率均进一步下降,当AgNPs的质量分数为0和10%时图案电阻率分别降到4.2×10~7和93.8μ?·cm。当AgNPs的质量分数大于10%时,纳米颗粒会出现严重团聚,颗粒与聚合物混合不均匀,从而导致图案电阻不均匀;由于微观组织中孔隙增加,所以图案电阻率增加。结论在导电聚合物中掺入适量的纳米银颗粒是提高其直写图案导电性的有效途径,该直写图案不需要经过高温烧结,因此对基底材料的选择没有局限性,纳米银颗粒对直写图案导电性的促进作用机制在于为电子提供了更多的通路。该PP/AgNPs复合型墨水有望用于打印射频识别标签中的天线。     

纳米银颗粒-银离子复合型导电墨水导电性研究

目的 为了减少纳米银颗粒墨水所制备图案的孔隙率,提高图案的导电性。方法 将多尺寸纳米银颗粒与银离子溶液混合制备得到纳米银颗粒-银离子复合型墨水,通过扫描电子显微镜（SEM）观察所制备图案的表面形貌,采用X-射线衍射仪（XRD）确定图案表面晶型,并对图案进行电阻率测试。结果 实验结果表明,纳米银颗粒-银离子的配比对该复合型导电墨水的导电性有重要影响。AgNPs与Ag⁺的体积比为2∶1的混合型墨水在干燥之后具有最佳导电性,电阻率为1.33×10^-3Ω·cm,该墨水中银的质量分数约为4.37%。经过热压之后,AgNPs与Ag⁺的体积比为5∶1的墨水所制备的图案导电性最好,电阻率为1.32×10^-4Ω·cm,该墨水中银的质量分数约为3.19%。结论 所制备的纳米银颗粒-银离子复合型墨水干燥后即可导电,经过热压处理之后导电性可进一步提高。该复合型墨水中银含量低,可大大降低其用于柔性器件的成本。     

用于喷墨打印的Ag2Se墨水的制备及表征

制备硒化银(Ag₂Se)薄膜材料对于组装微型器件至关重要, 目前大部分制备方法难以精确控制薄膜尺寸并进行图案化设计, 喷墨打印技术成为解决这一问题的有效方法, 实现其与Ag₂Se材料的组合具有重要意义。本工作通过溶剂热法制备了Ag₂Se纳米颗粒, 再与不同分散剂混合以筛选出适用于喷墨打印的稳定墨水, 进一步调节喷射参数以优化打印过程中墨滴的形态, 提高打印质量。将墨水打印至聚酰亚胺衬底上, 经热处理后制备得到Ag₂Se薄膜。使用不同手段对其物相与微结构进行表征, 并测试不同打印层数薄膜的电学性能。结果表明: 随着墨水固含量与打印层数增加, Ag₂Se薄膜的结晶度和致密度得到明显提升, 电导率也得到相应提高, 这主要源于薄膜内部Ag₂Se纳米颗粒沉积量与堆积密集程度增加。当使用固含量为5 mg·mL^-1的墨水进行打印, 打印层数为40层时, Ag₂Se薄膜的电导率达到399 S·cm^-1, 表现出较高的导电性能。本研究为制备Ag₂Se基薄膜材料与器件提供了新的方向。     

酰胺化氮化硼−氧化石墨烯导热绝缘油墨的研制

目的 研制兼具导热和绝缘特性的油墨,以拓展油墨在电子器件领域的应用。方法 以氮化硼(BN)晶体和尿素为原料,采用球磨法合成了氨基化氮化硼(BN-NH₂)纳米片,并在羧基活化剂的参与下,利用氧化石墨烯(GO)上的羧基与BN-NH₂上的氨基共价反应,制备酰胺化氮化硼-氧化石墨烯纳米复合填料(BN-GO),辅以高分子树脂、单体、颜料及各类助剂,研制导热绝缘油墨。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪等手段对BN-NH₂纳米片的形貌结构、晶型晶面和BN-GO的价键结构进行表征,最后对油墨的印刷适性、导热性能和绝缘性能进行测试。结果 实验成功制备了氨基化氮化硼(BN-NH₂)纳米片和酰胺化氮化硼-氧化石墨烯纳米复合填料(BN-GO),当BN-GO的质量分数为3.0%时,所制备的导热绝缘油墨的印刷适性良好,印刷打样后的导热系数可提升至1.45 W/(m·K),体积电阻率高达9.86×10¹¹Ω·cm,相较于空白油墨试样,分别提升了4.8倍...     

石墨烯/银导电复合材料的制备与表征

以天然鳞片石墨为原料,采用Hummer法制备氧化石墨,然后经过水解、超声分散、加还原剂和硝酸银反应得到石墨烯/银复合材料。采用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、粒径分布仪(Auto sizer)、四探针(Four-Point Probes)等对制备的氧化石墨的氧化程度、石墨烯的结构、银颗粒在石墨烯上的分布和硝酸银的浓度对导电效率的影响进行了分析。实验结果表明,Hummer法可以制备出优质的氧化石墨烯。硝酸银浓度为0.15g/mol时石墨烯复合金属材料的导电性更佳。     

纳米铜导电油墨的制备及其应用

综述了纳米铜粒子的制备方法,即机械球磨法、辐射合成法、物理气相沉积法等物理制备法及化学制备法,探讨了改进纳米铜导电油墨防氧化、低温烧结、导电性能等关键问题,以及纳米铜导电油墨在印刷RFID电子标签、薄膜开关、触摸屏等方面的应用,并提出纳米铜导电油墨未来的研究方向为：抗氧化、低温烧结、多种印刷方式及产品应用等研究。     

铜基无颗粒型导电墨水的性能研究

目的通过测定导电涂层电阻率来确定导电墨水的最佳制备工艺参数。方法以醋酸铜为前驱体,N,N-二甲基乙醇胺为络合剂,甲酸为还原剂,制备导电性高的铜基无颗粒型导电墨水。采用化学还原法制备铜基无颗粒型导电墨水,通过正交实验研究烧结温度、烧结时间以及Cu2+∶H+∶NH4+的比例对涂层导电性的影响,确定最佳的制备工艺。结果制备的铜基无颗粒型导电墨水在弱碱性环境下较稳定,墨水中的Cu2+,H+,NH4+的最佳物质的量之比为1∶3∶3。该配方的墨水具有很高的稳定性能和导电性能,在玻璃基材上滴涂经160℃下热处理30 min,得到的涂层电阻率仅为0.18μ?·m。结论初步实现了铜基无颗粒型导电墨水的低温烧结。