石墨烯复合导电墨水的制备和性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

目的：本研究以石墨粉为原材料，通过改进Hummers法得到均匀，稳定的氧化石墨烯，并以抗坏血酸为还原剂，采用化学氧化还原法制备石墨烯；将所得石墨烯作为导电油墨的导电相，将其与目前市场上销售的水墨混合，制备电学性能优异，印刷适应性好，环境友好型导电油墨，并探讨石墨烯导电油墨的导电机理。

意义：近年来导电涂料已在电子、建筑、航空、中得到了广泛的应用，尤其在导电、抗静电方面有很大的实用价值.导电油墨作为印制电子技术中使用的关键电子材料，近年来在薄膜开关、柔性印制电路 、电磁屏蔽 、电位器 、无线射频识别系统 ( Radio frequency identification , RFID) 等电子行业中的应用越来越广泛，其应用优势受到了人们广泛关注。并且具有体积小、寿命长、容量大、可重复使用等特点，可实现非可视识别、快速读写、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。

2. 国内外研究现状分析

Jin-Woo Han等利用普通钢笔将碳纳米管墨水直接在纤维素纸上书写，结果显示该油墨的均匀性和稳定性良好，在纸张上的粘附性良好，能够抵抗弯曲、折叠、压皱和其他机械力。W.L. Yan等以中国水墨为溶剂和分散剂，所得的多层碳纳米管/水墨/聚乙烯醇复合材料具有高柔性和高电导率，电导率可达8.17 S/cm，该方法同样适用于其他碳系材料，如碳纳米纤维，石墨烯纳米层。Xu等生产一种由银纳米粒子和石墨烯-银复合材料纳米层组成的导电油墨，并将该导电油墨注入商业滚珠笔中，在爱普生照明纸上绘制线路，结果证明，绘制出来的线路不仅具有柔性，而且可以导电。

3. 研究的基本内容与计划

采用改进hummer法制备氧化石墨烯。采用一步氧化法和循环氧化膨胀法制备氧化石墨烯，观测其形貌，得出最佳制备工艺；

制备石墨烯/中国水墨复合材料，探讨石墨烯对水墨的增强作用及其导电机理

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4. 研究创新点

RFID导电油墨研发时间不长，但随着直接印刷制备RFID天线的方法得到更多关注和应用，有越来越多的RFID导电油墨产品问世。目前国内外RFID导电油墨的发展方向是高性能、低成本化。采用石墨烯作为导电填料，有望减少导电油墨制造成本，同时兼顾导电油墨的使用性能和环保性能。还原氧化石墨烯的电导率对导电油墨的性能有重要意义。利用与中国水墨混合制备的复合材料，研究石墨烯油墨的成本，以降低其生产成本。