一种金包银-石墨烯基水性墨水及其喷墨打印透明的图案化导电电极的应用制造技术

本发明专利技术公开了属于电子印刷材料技术领域的一种金包银-石墨烯基水性墨水及其喷墨打印透明的图案化导电电极的应用。本发明专利技术配制的金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；所述墨水活性组分为石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物，或氧化石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物；所述墨水活性组分的质量分数为0.1％-30％，金包银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比≤100，添加剂的体积为溶剂的0-2％；所述石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2μm。与现有技术相比，采用本发明专利技术制备的金包银-石墨烯基水性墨水具有绿色环保、制备过程简单、后处理温度低的特点，并且可以获得具有较好的导电性和稳定性的电极，可应用在电子印刷材料技术领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了属于电子印刷材料
的一种金包银-石墨烯基水性墨水及其喷墨打印透明的图案化导电电极的应用。本专利技术配制的金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；所述墨水活性组分为石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物，或氧化石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物；所述墨水活性组分的质量分数为0.1％-30％，金包银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比≤100，添加剂的体积为溶剂的0-2％；所述石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2μm。与现有技术相比，采用本专利技术制备的金包银-石墨烯基水性墨水具有绿色环保、制备过程简单、后处理温度低的特点，并且可以获得具有较好的导电性和稳定性的电极，可应用在电子印刷材料
。【专利说明】一种金包银-石墨烯基水性墨水及其喷墨打印透明的图案化导电电极的应用
本专利技术属于电子印刷材料
，具体来说，涉及一种金包银-石墨烯基水性墨水及其喷墨打印透明的图案化导电电极的应用。
技术介绍
喷墨印刷技术具有数字化、增材制造、减少材料浪费和与不同基底材料的兼容性好等优点，其发展推动了新型墨水材料的开发和应用。很多器件的重要活性成分都可被喷墨印刷，包括导电电极、晶体管，太阳能电池，发光二极管、电池和传感器等。然而，具有高透明性、低电阻率的图案化电极开发仍然是一个重要的挑战，尤其是在发展高度集成的系统领域方面。虽然在制作电极方面，已有不同金属材料被制备成溶液，但是由于它们往往在环境友好的溶剂(如在去离子水中)中无法稳定分散，需要大量有机添加剂。而这些添加剂通常需要几年的时间进行降解，还需要高的退火温度，及高价的原材料和低的电极导电率，限制了它们的进一步应用。 石墨烯是金属材料在透明电子器件应用的最佳替代材料之一，其具有高导电性，化学稳定性，及单层仅吸收2.3%的可见光。目前，已有不同的方法应用于石墨烯的生产。这些方法包括机械剥离法、化学气相沉积、热处理碳化硅法和液相剥离法。其中，液相剥离法具有原料廉价、可大批量生产，处理温度较低等显著优点，是生产印刷墨水的理想方法。然而，目如文献报道的石墨稀喂'墨打印图案的导电性能有待提尚。最近，有研宄人员将石墨稀和金属材料相结合以提高材料的电导率。也有文献报道将氧化石墨烯与银纳米颗粒复合进行喷墨打印，但是银易被氧化，所以氧化石墨烯与银的复合型墨水有局限性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术将稳定性更好且不易被氧化的金纳米层包覆在纳米银表面，配制得到金包银-石墨烯基水性墨水，以及将其喷墨打印得到透明的图案化导电电极以期达到保持导电性，提高稳定性和抗氧化性的目的。 本专利技术所述的金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；所述墨水活性组分为石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物，或氧化石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物；所述墨水活性组分的质量分数为0.1% -30%，金包银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比? 100，添加剂的体积为溶剂的0-2% ；所述石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2 V爪。 所述石墨稀或氧化石墨稀为液相剥离法制得。 所述溶剂为水或添加有机溶剂的水溶液，所述有机溶剂选自乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或两种，添加的有机溶剂与水的体积比 所述添加剂为浓度0.1-20被％的聚乙烯吡咯烷酮溶液。 所述金包银纳米颗粒的粒径小于500=%且具有单分散性，所述的金包银纳米颗粒的形貌为多面体状、片状、棒状、针状或球状。 所述的多面体状金包银纳米颗粒的制备方法为:1)将体积比为0.5-10的1-20被％的羧化物溶液和1-20被％的硝酸银溶液，加入到体积为硝酸银溶液10-100倍的水中，室温下搅拌至颜色从白色到无色，得到混合溶液八；2)将体积比为1-100的0.01-111111101/1的抗坏血酸溶液和0.5-50 1111101/1的碘化钾溶液，加入到体积为抗坏血酸溶液100-1000倍的60-1001:的水中，搅拌均匀，得到混合溶液8 ；3〉加热使混合溶液8沸腾后，将混合溶液八注入到混合溶液8中，混合溶液八与混合溶液8的体积比为1:1-1:100，均匀搅拌，使黄色反应溶液在1001:保持反应后，得到粗品，经水和无水乙醇洗涤后，采用离心收集，得到单分散性多面体状银纳米颗粒⑷将0.14-54质量分数为0.1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液注入到0.01-1000 单分散性多面体状银纳米颗粒中，然后加入10-500 VI的乙胺、二乙胺、或三乙胺，再加入10-2000 VI浓度为0.1-21的维生素0，得到溶液；5〉将0.01-34质量浓度为0.1% -5 %的聚乙烯吡咯烷酮溶液、1-200 V I浓度为0.011-11的碘化钾溶液与1-200 V I浓度为0.011-11的氯金酸溶液混合到0.1-1001水中得到溶液0出)将溶液0缓慢加入快速搅拌的溶液0中，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，离心收集，即得到单分散性多面体状金包银纳米颗粒。 所述片状金包银纳米颗粒的制备方法为:1)将体积比为0.5-10的0.001-1^01/I的羧化物溶液和0.001-111101/1的硝酸银溶液，加入到体积为硝酸银溶液100-10000倍的水中，大力搅拌并加入体积为硝酸银溶液0.5-10倍的5-35被%的过氧化氢溶液，再注入体积为硝酸银溶液1-20倍的0.01-111101/1的硼氢化钠溶液，5111111-611后离心分离，用水和乙醇洗涤，得到前驱物:2)将前驱物分散在水中得到前驱物分散液，前驱物的质量分数为0.1-10%，然后在其中加入分子量为3000-12000的聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸，使聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为1-5%，抗坏血酸的浓度为0.1-2001/1，最后再加入体积为前驱物分散液0.01-0.2倍的1-1000臟0171的硝酸银溶液，慢慢搅拌；3〉向步骤2)的混合溶液中加入体积为前驱物分散液0.005-0.1倍的1-1000.01/1的羧化物溶液，再缓慢加入体积为前驱物分散液0.1-500倍的1-100011111101/1的羧化物溶液和1-1000^01/1的硝酸银溶液的混合液，混合液中羧化物溶液和硝酸银溶液的体积比为0.5-10，继续反应0-4个小时，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，采用离心收集，得到单分散性片状银纳米颗粒；幻将0.质量分数为0.1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液注入到0.01-1000 单分散性片状银纳米颗粒中，然后加入10-500 V [的乙胺、二乙胺、或三乙胺，再加入10-2000 V [浓度为0.1-21的维生素0，得到溶液^5)将1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液、1-200 VI浓度为0.011-11的碘化钾溶液与1-200 浓度为0.011-11的氯金酸溶液混合到0.1-1001水中得到溶液8 ^6)将溶液8缓慢加入快速搅拌的溶液八中，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，离心收集，即得到单分散性片状金包银纳米颗粒。 所述羧化物为丙二酸、琥珀酸、柠檬酸、酒石酸、柠檬酸钠、异柠檬酸中的一种。 上述的金包银-石墨稀基水性墨水的制备方法为:将石墨稀与金包银纳米颗粒、或者氧化石墨烯与金包银纳米颗粒分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金包银‑石墨烯基水性墨水，其特征在于，其组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；所述墨水活性组分为石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物，或氧化石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物；所述墨水活性组分的质量分数为0.1％‑30％，金包银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比≤100，添加剂的体积为溶剂的0‑2％；所述石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2μm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李立宏，宋延林，冉为，李风煜，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11