石墨烯/炭黑导电油墨的制备及石墨烯对其性能的影响开题报告

全文总字数：1599字

1. 研究目的与意义

石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料，石墨烯即为单层石墨片，是构成石墨的基本结构单元，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格排列构成的单层二维晶体。 导电油墨是在油墨配方中添加了具有导电性能的金属或非金属材料作为导电功能单元，从而使其具有一定导电能力的功能性油墨，在薄膜开关、加热元件、太阳能电池、集成电路等领域有重要的应用。 采用绿色还原剂维生素C还原氧化石墨烯，该方法实现条件温和、操作简单、无环境污染，并且维生素C在体系中又能起到稳定剂的作用，保持石墨烯的稳定分散。 将所得还原氧化石墨烯作为导电油墨的导电相，以乙醇为溶剂，以羧甲基纤维素钠为粘合剂制备电学性能及印刷适应良好的水性石墨烯导电油墨。

本小组主要负责研究石墨烯/炭黑导电油墨的性能。本实验主要研究石墨烯对于石墨烯/炭黑导电油墨性能的影响，并设计最佳的导电油墨配方。本实验得出的结果和最佳油墨配方将会被应用于后续柔性纸基导电线路的直写和喷墨打印的研究中。

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

1、研究内容：

1)采用改进hummers法制备氧化石墨烯。

2)利用维生素c还原氧化石墨烯。

4. 研究创新点

石墨烯大规模应用于导电油墨还有赖于其制备成本的大幅降低；但作为碳浆油墨未来的新品种，部分取代炭黑或石墨后对碳浆油墨性能的影响值得探索。

本文通过更改石墨烯占导电油墨总量的3%-30%，通过石墨烯的含量变化改善导电油墨的相关性能。

以炭黑为导电单元制备炭黑/石墨烯导电油墨，研究少量加入石墨烯对炭黑/石墨烯油墨性能的影响。