石墨烯基喷墨打印墨水及其柔性电路的制备研究

摘要

自从2004年获得了石墨烯以来，石墨烯就以其独特的电学、光学、力学和热学等性能，引起了研究人员的广泛关注。由于喷墨打印技术具有步骤少，利于大量生产，并能控制材料沉降量，因而在制备柔性电子设备方面具有十分广阔的应用前景。如何通过喷墨打印制备石墨烯基柔性电极也引起了研究人员广泛的兴趣。本文通过以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯作为原料，进行了石墨烯基墨水的制备以及柔性电路的喷墨打印。具体研究内容如下：
　　1.采用改进的Hummers法制备的氧化石墨烯作为原料，通过调节氧化石墨烯的浓度来调控分散液的黏度，以及通过分别添加两种表面活性剂—阴离子型的十二烷基硫酸钠和非离子型的曲拉通X-100来调节分散液的表面张力，获得了两种符合喷墨打印要求的氧化石墨烯墨水。将两种墨水分别通过普通的家装打印机HP1010在亲水处理的柔性基底聚酰亚胺膜上打印不同的次数，获得的打印图案通过HI，400℃煅烧以及300℃煅烧和HI还原相结合的三种方法下还原，获得了柔性的导电图案。
　　2.以小尺寸氧化石墨烯和氧化石墨烯作为原料，添加十二烷基硫酸钠作为表面活性剂和分散剂，并分别通过水合肼和维生素C进行还原，获得了两种还原氧化石墨烯墨水。将两种墨水分别通过普通的家装打印机HP1010在亲水处理的柔性基底聚酰亚胺膜上打印不同的次数，获得的打印图案通过400℃煅烧，获得了柔性的导电图案。
　　3.将制备的纳米银溶液与氧化石墨烯分散液混合制备GO-Ag混合分散液，并分别添加两种表面活性剂—十二烷基硫酸钠和曲拉通X-100来调节分散液的表面张力，获得了两种符合喷墨打印要求的氧化石墨烯墨水。将两种墨水分别通过普通的家装打印机HP1010在亲水处理的柔性基底聚酰亚胺膜上打印不同的次数，获得的打印图案通过HI，400℃煅烧以及300℃煅烧的三种方法下还原，获得了柔性的导电图案。
　　这些结果表明通过普通打印机可用于大规模制备基于石墨烯的电子器件，这些新型墨水的制备有望降低石墨烯电极的制备成本、开拓其应用领域。

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第1章 绪 论

1.1石墨烯的简介

1.2 喷墨打印技术的简介

1.3选题的背景及主要研究内容

第2章 实验器材及测试方法

2.1 主要试剂及原料

2.2 主要实验仪器

2.3 测试方法

第3章 喷墨打印氧化石墨烯墨水制备电路及其性能研究

3.1氧化石墨烯的制备及其表征

3.2氧化石墨烯墨水的制备及其表征

3.3 柔性电路的制备及其表征

3.4本章小结

第4章 喷墨打印石墨烯墨水制备电路及其性能研究

4.1小尺寸氧化石墨烯的制备及表征

4.2 氧化石墨烯的制备及表征

4.3石墨烯墨水的制备及表征

4.4 柔性电路的制备及其表征

4.5 本章小结

第5章 喷墨打印石墨烯-银墨水制备电路及其电性能研究

5.1氧化石墨烯-纳米银混合液的制备及其表征

5.2 氧化石墨烯-纳米银墨水的制备及表征

5.3柔性电路的制备及其表征

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间已撰写和发表的学术论文