化学还原法不同粒径石墨烯包覆银粉的制备及浆料的制备方法技术

化学还原法不同粒径石墨烯包覆银粉的制备及浆料的制备方法，它涉及一种石墨烯包覆银粉的制备方法及利用其制备银浆料的方法。本发明专利技术的目的是要解决传统脂肪酸表面化学剂改性银粉的分散性和润滑性差，不利于太阳能浆料丝网印刷的问题。制备方法：一、制备不同尺寸大小的氧化石墨烯；二、制备石墨烯包覆银粉。不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料按重量份数由80份～92份不同粒径的石墨烯包覆银粉、3份～15份玻璃粉和4份～10份有机载体制备而成；制备方法：称料、混合，研磨。本发明专利技术可获得不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料。

Preparation of silver coating with different size of graphene by chemical reduction method and preparation method of slurry

The invention relates to a method for preparing silver paste coated with different sizes of graphene by chemical reduction method and a preparation method thereof, which relates to a preparation method of graphene coated silver powder and a method for preparing silver paste by using the same. The purpose of the invention is to solve the problem that the dispersion and the lubricity of the silver powder modified by the surface chemical agent of the traditional fatty acid surface are poor, which is not beneficial to the screen printing of the solar energy slurry. Preparation methods: 1. Preparation of graphene oxide of different sizes; two. Preparation of graphene coated silver powder. Graphene with different sizes of silver coated modified lead-free paste according to the weight by 80 ~ 92 different particle size of graphene coated silver powder, 3 ~ 15 glass powder and 4 ~ 10 organic carrier was prepared; the preparation method: material, mixing, grinding. The invention can obtain the lead-free slurry of silver shell coated with graphene with different particle sizes.

【技术实现步骤摘要】
化学还原法不同粒径石墨烯包覆银粉的制备及浆料的制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯包覆银粉的制备方法及利用其制备浆料的方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，单一组分材料已经无法满足人们对材料性能的要求，将物理与化学性质不同的两种以上的材料复合，由于各组分之间的协同作用使得复合材料的性能优于单一组分。贵金属银由于其优良的物理及化学性质，广泛应用于催化、导电胶、信息储存、电子材料等领域。石墨烯优异的力学、光学、电学及热学性能，使其得到广泛的关注与应用。目前，银粉在太阳能电池中的应用比例日益增加，而太阳能浆料中银粉的分散性以及润滑性对太阳能浆料的印刷性具有显著影响，传统的解决办法是选择脂肪族酸类表面活性剂进行表面改性，但因脂肪族酸类表面活性剂改性银粉的润滑性较差，不利于太阳能浆料丝网印刷。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决传统脂肪酸表面化学剂改性银粉的分散性和润滑性差，不利于太阳能浆料丝网印刷的问题，而提供一种化学还原法不同粒径石墨烯包覆银粉的制备及浆料的制备方法。一种利用化学还原法制备不同粒径的石墨烯包覆银粉的方法，具体是按以下步骤完成的：一、制备不同尺寸大小的氧化石墨烯：①、在冰水浴的条件下将石墨粉加入到质量分数为98％的硫酸中，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下加入高锰酸钾粉末，得到混合液Ⅰ；步骤一①中所述的石墨粉的质量与质量分数为98％的硫酸的体积比为1g:(10mL～50mL)；步骤一①中所述的石墨粉与高锰酸钾粉末的质量比为1:(2～8)；②、将混合液Ⅰ加热至30℃～40℃，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下反应20min～40min，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下加入超纯去离子水，然后加热至95℃～100℃，再在温度为95℃～100℃下保持10min～20min，得到混合溶液Ⅱ；步骤一②中所述的混合液Ⅰ的质量与超纯去离子水的体积比为1:(2～4)；③、首先向混合溶液Ⅱ中加入超纯去离子水，然后加入质量分数为30％的双氧水，混合均匀后再进行离心分离，得到固体物质；使用质量分数为5％的盐酸对固体物质进行清洗，直到清洗液中检测不到硫酸根离子，停止清洗，得到清洗后的固体物质，即为氧化石墨烯；步骤一③中所述的混合溶液Ⅱ与超纯去离子水的体积比为1:(2～5)；步骤一③中所述的混合溶液Ⅱ与质量分数为30％的双氧水的体积比为1:(0.1～0.6)；步骤一③中所述的氧化石墨烯的尺寸大小为10μm～25μm；④、将氧化石墨烯分散到水中，得到氧化石墨烯水溶液，再使用探头式超声波震荡仪对氧化石墨烯水溶液在超声功率为75W～750W下超声10min～120min，再在温度为-50℃～-15℃下冷冻干燥10h～12h，得到不同尺寸大小的氧化石墨烯；步骤一④中所述的不同尺寸大小的氧化石墨烯的D50尺寸大小为0.05μm～2μm；二、制备石墨烯包覆银粉：①、将硝酸银溶于超纯水中，得到浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液；②、将葡萄糖、抗坏血酸和水合肼溶于超纯水中，得到还原液；步骤二②中所述的还原液中葡萄糖的浓度为75g/L～300g/L；步骤二②中所述的还原液中抗坏血酸的浓度为75g/L～300g/L；步骤二②中所述的还原液中水合肼的浓度为20g/L～100g/L；③、将表面活性剂加入到还原液中，再加入步骤一④中得到的不同尺寸大小的氧化石墨烯，搅拌均匀，得到溶液A；步骤二③中所述的溶液A中表面活性剂的质量与还原液的体积比为(10g～50g):500mL；步骤二③中所述的不同尺寸大小的氧化石墨烯的质量与还原液的体积比为(0.1g～2g):500mL；④、在温度为20℃～45℃和搅拌速度为100r/min～500r/min下使用滴液漏斗将浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液缓慢滴加到溶液A中，滴加时间为20min～80min；或在温度为20℃～45℃和搅拌速度为100r/min～500r/min下使用滴液漏斗将溶液A中缓慢滴加到浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液中，滴加时间为20min～80min；浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液与溶液A完全混合后再在搅拌速度为100r/min～500r/min下搅拌反应0.5h～2h，再在温度为-50℃～-15℃下冷冻干燥10h～12h，得到不同粒径的石墨烯包覆银粉；步骤二④中所述的浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液与溶液A的体积比为(0.5～3):1。不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料按重量份数由80份～92份不同粒径的石墨烯包覆银粉、3份～15份玻璃粉和4份～10份有机载体制备而成。不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料的制备方法，是按以下步骤完成的：一、按重量份数称取80份～92份不同粒径的石墨烯包覆银粉、3份～15份玻璃粉和4份～10份有机载体；二、将步骤一中称取的80份～92份不同粒径的石墨烯包覆银粉、3份～15份玻璃粉和4份～10份有机载体混合均匀，再进行研磨，得到不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料；步骤二中所述的不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料的细度小于5μm；步骤一中所述的有机载体是按以下步骤制备的：①、制备有机溶剂：按重量份数称取20份～40份醇脂12、27份～50份己二酸二甲酯、2份～5份柠檬酸三丁酯、5份～10份邻苯二甲酸二丁酯和0.1份～2份卵磷脂；将称取的20份～40份醇脂12、27份～50份己二酸二甲酯、2份～5份柠檬酸三丁酯、5份～10份邻苯二甲酸二丁酯和0.1份～2份卵磷脂混合，再在温度为70℃～90℃和搅拌速度为100r/min～500r/min下搅拌10min～120min，得到有机溶剂；②、按重量份数称取1份～10份粘结剂、2份～6份改性聚酰胺蜡、0.1份～1份气相二氧化硅和1份～5份改性氢化蓖麻油；依次将步骤②中称取的1份～10份粘结剂、2份～6份改性聚酰胺蜡、0.1份～1份气相二氧化硅和1份～5份改性氢化蓖麻油加入到步骤一中得到的有机溶剂中，再在温度为70℃～90℃和搅拌速度为100r/min～500r/min下搅拌10min～40min，再在搅拌速度为50r/min～100r/min下自然冷却至室温，得到有机载体；步骤②中所述的粘结剂为乙基纤维素、环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂丙烯酸树脂和聚乙烯醇缩丁醛中的一种或其中两种的混合物；所述的乙基纤维素为N40～N200；步骤一中所述的玻璃粉具体是按以下步骤制备的：(1)、按重量份数称取40份～50份Bi2O3、20份～30份SiO2、20份～25份B2O3、2份～13份Al2O3、3份～5份TiO2、1份～6份BaO、1份～7份TeO2、1份～9份ZrO、1份～8份Y2O3、3份～5份ZnO和2份～5份Ag2O；(2)、将步骤(1)中称取的40份～50份Bi2O3、20份～30份SiO2、20份～25份B2O3、2份～13份Al2O3、3份～5份TiO2、1份～6份BaO、1份～7份TeO2、1份～9份ZrO、1份～8份Y2O3、3份～5份ZnO和2份～5份Ag2O混合均匀，得到混合粉末；(3)、将混合粉末在温度为900℃～1300℃下煅烧0.5h～2h，得到澄清的玻璃液体；将澄清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用化学还原法制备不同粒径的石墨烯包覆银粉的方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：一、制备不同尺寸大小的氧化石墨烯：①、在冰水浴的条件下将石墨粉加入到质量分数为98％的硫酸中，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下加入高锰酸钾粉末，得到混合液Ⅰ；步骤一①中所述的石墨粉的质量与质量分数为98％的硫酸的体积比为1g:(10mL～50mL)；步骤一①中所述的石墨粉与高锰酸钾粉末的质量比为1:(2～8)；②、将混合液Ⅰ加热至30℃～40℃，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下反应20min～40min，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下加入超纯去离子水，然后加热至95℃～100℃，再在温度为95℃～100℃下保持10min～20min，得到混合溶液Ⅱ；步骤一②中所述的混合液Ⅰ的质量与超纯去离子水的体积比为1:(2～4)；③、首先向混合溶液Ⅱ中加入超纯去离子水，然后加入质量分数为30％的双氧水，混合均匀后再进行离心分离，得到固体物质；使用质量分数为5％的盐酸对固体物质进行清洗，直到清洗液中检测不到硫酸根离子，停止清洗，得到清洗后的固体物质，即为氧化石墨烯；步骤一③中所述的混合溶液Ⅱ与超纯去离子水的体积比为1:(2～5)；步骤一③中所述的混合溶液Ⅱ与质量分数为30％的双氧水的体积比为1:(0.1～0.6)；步骤一③中所述的氧化石墨烯的尺寸大小为10μm～25μm；④、将氧化石墨烯分散到水中，得到氧化石墨烯水溶液，再使用探头式超声波震荡仪对氧化石墨烯水溶液在超声功率为75W～750W下超声10min～120min，再在温度为‑50℃～‑15℃下冷冻干燥10h～12h，得到不同尺寸大小的氧化石墨烯；步骤一④中所述的不同尺寸大小的氧化石墨烯的D50尺寸大小为0.05μm～2μm；二、制备石墨烯包覆银粉：①、将硝酸银溶于超纯水中，得到浓度为50g/L～450g/L的硝酸银溶液；②、将葡萄糖、抗坏血酸和水合肼溶于超纯水中，得到还原液；步骤二②中所述的还原液中葡萄糖的浓度为75g/L～300g/L；步骤二②中所述的还原液中抗坏血酸的浓度为75g/L～300g/L；步骤二②中所述的还原液中水合肼的浓度为20g/L～100g/L；③、将表面活性剂加入到还原液中，再加入步骤一④中得到的不同尺寸大小的氧化石墨烯，搅拌均匀，得到溶液A；步骤二③中所述的溶液A中表面活性剂的质量与还原液的体积比为(10g～50g):500mL；步骤二③中所述的不同尺寸大小的氧化石墨烯的质量与还原液的体积比为(0.1g～2g):500mL；④、在温度为20℃～45℃和搅拌速度为100r/min～500r/min在温度为20℃～45℃和搅拌速度为100r/min～500r/min下使用滴液漏斗将溶液A中缓慢滴加到浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液中，滴加时间为20min～80min；浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液与溶液A完全混合后再在搅拌速度为100r/min～500r/min下搅拌反应0.5h～2h，再在温度为‑50℃～‑15℃下冷冻干燥10h～12h，得到不同粒径的石墨烯包覆银粉；步骤二④中所述的浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液与溶液A的体积比为(0.5～3):1。...

【技术特征摘要】
1.一种利用化学还原法制备不同粒径的石墨烯包覆银粉的方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：一、制备不同尺寸大小的氧化石墨烯：①、在冰水浴的条件下将石墨粉加入到质量分数为98％的硫酸中，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下加入高锰酸钾粉末，得到混合液Ⅰ；步骤一①中所述的石墨粉的质量与质量分数为98％的硫酸的体积比为1g:(10mL～50mL)；步骤一①中所述的石墨粉与高锰酸钾粉末的质量比为1:(2～8)；②、将混合液Ⅰ加热至30℃～40℃，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下反应20min～40min，再在搅拌速度为150r/min～250r/min下加入超纯去离子水，然后加热至95℃～100℃，再在温度为95℃～100℃下保持10min～20min，得到混合溶液Ⅱ；步骤一②中所述的混合液Ⅰ的质量与超纯去离子水的体积比为1:(2～4)；③、首先向混合溶液Ⅱ中加入超纯去离子水，然后加入质量分数为30％的双氧水，混合均匀后再进行离心分离，得到固体物质；使用质量分数为5％的盐酸对固体物质进行清洗，直到清洗液中检测不到硫酸根离子，停止清洗，得到清洗后的固体物质，即为氧化石墨烯；步骤一③中所述的混合溶液Ⅱ与超纯去离子水的体积比为1:(2～5)；步骤一③中所述的混合溶液Ⅱ与质量分数为30％的双氧水的体积比为1:(0.1～0.6)；步骤一③中所述的氧化石墨烯的尺寸大小为10μm～25μm；④、将氧化石墨烯分散到水中，得到氧化石墨烯水溶液，再使用探头式超声波震荡仪对氧化石墨烯水溶液在超声功率为75W～750W下超声10min～120min，再在温度为-50℃～-15℃下冷冻干燥10h～12h，得到不同尺寸大小的氧化石墨烯；步骤一④中所述的不同尺寸大小的氧化石墨烯的D50尺寸大小为0.05μm～2μm；二、制备石墨烯包覆银粉：①、将硝酸银溶于超纯水中，得到浓度为50g/L～450g/L的硝酸银溶液；②、将葡萄糖、抗坏血酸和水合肼溶于超纯水中，得到还原液；步骤二②中所述的还原液中葡萄糖的浓度为75g/L～300g/L；步骤二②中所述的还原液中抗坏血酸的浓度为75g/L～300g/L；步骤二②中所述的还原液中水合肼的浓度为20g/L～100g/L；③、将表面活性剂加入到还原液中，再加入步骤一④中得到的不同尺寸大小的氧化石墨烯，搅拌均匀，得到溶液A；步骤二③中所述的溶液A中表面活性剂的质量与还原液的体积比为(10g～50g):500mL；步骤二③中所述的不同尺寸大小的氧化石墨烯的质量与还原液的体积比为(0.1g～2g):500mL；④、在温度为20℃～45℃和搅拌速度为100r/min～500r/min在温度为20℃～45℃和搅拌速度为100r/min～500r/min下使用滴液漏斗将溶液A中缓慢滴加到浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液中，滴加时间为20min～80min；浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液与溶液A完全混合后再在搅拌速度为100r/min～500r/min下搅拌反应0.5h～2h，再在温度为-50℃～-15℃下冷冻干燥10h～12h，得到不同粒径的石墨烯包覆银粉；步骤二④中所述的浓度为50g/L～250g/L的硝酸银溶液与溶液A的体积比为(0.5～3):1。2.根据权利要求1所述的一种利用化学还原法制备不同粒径的石墨烯包覆银粉的方法，其特征在于步骤二③中所述的表面活性剂为CTAB、CTAC、OA和OM中的一种或其中几种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种利用化学还原法制备不同粒径的石墨烯包覆银粉的方法，其特征在于步骤二④中所述的不同粒径的石墨烯包覆银粉的粒径为0.1μm～4.5μm。4.利用如权利要求1所述的不同粒径的石墨烯包覆银粉为原料制备不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料，其特征在于不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料按重量份数由80份～92份不同粒径的石墨烯包覆银粉、3份～15份玻璃粉和4份～10份有机载体制备而成。5.根据权利要求4所述的不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料，其特征在于不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料按重量份数由80份～85份不同粒径的石墨烯包覆银粉、3份～8份玻璃粉和4份～7份有机载体制备而成。6.根据权利要求4所述的不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料，其特征在于不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料按重量份数由85份～92份不同粒径的石墨烯包覆银粉、8份～15份玻璃粉和7份～10份有机载体制备而成。7.根据权利要求4所述的不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料，其特征在于不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料按重量份数由86份不同粒径的石墨烯包覆银粉、9份玻璃粉和8份有机载体制备而成。8.根据权利要求4所述的不同粒径的石墨烯包覆银粉改性无铅浆料，其特征在于所述的有机载体是按以下步骤制备的：一、制备有机溶剂：按重量份数称取20份～40份醇脂12、27份～50份己二酸二甲酯、2份～5份柠檬酸三丁酯、5份～10份邻苯二甲酸二丁酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠，白晋涛，兰峰，马生华，
申请(专利权)人：西安晶晟光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61