石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法技术

本发明专利技术是石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，包括如下步骤：(1)制备石墨烯：(2)制备氧化钌石墨烯的复合材料：(3)制备金属导电层：(4)制备电子屏幕。本发明专利技术所述的石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，方法操作简单，可以广泛适用于可穿戴的电子设备，兼具了良好的柔性和导电性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性电子屏幕领域，尤其涉及石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种二维结构的碳材料，其具有理想的单原子层厚度，理论比表面积高达2630m2·g－1，且化学稳定性良好，柔性较好，被认为是理想的电化学材料。但范德华力的存在使石墨烯易团聚，从而降低了石墨烯的比表面积和比容量，引入金属氧化物与石墨烯进行复合可以使纳米粒子嵌入相邻的石墨烯片层间，有效阻止石墨烯片重新堆叠，使高的电荷容量得以保持从而弥补石墨烯作为电子屏幕材料的不足，使用石墨烯金属复合材料，兼具了良好的柔性和导电性。
技术实现思路
本专利技术提供石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，包括如下步骤：(1)制备石墨烯：称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15℃，搅拌1h，再将反应转入35℃的水浴锅中搅拌1h，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50℃，加入完毕，再转入到90℃的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30％的双氧水。得到的氧化石墨烯(GO)分别用10％的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干。制得的GO置入1050℃的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研磨，获得石墨烯；(2)制备氧化钌石墨烯的复合材料：称取3-4g石墨烯，在150-200ml的去离子水乙醇混合溶液中超声分散30min，称取一定量的RuCl2·xH2O，溶于石墨烯分散液中，控制氯化钌的量为0.1mol/L，以1mol/L的NaOH为沉淀剂，搅拌下缓慢滴加到上述溶液中，控制pH为8.5
以保证沉淀完全，真空抽滤，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，滤得的固体在550℃空气氛围中热处理1h，得到氧化钌石墨烯复合材料，将固体研磨成粉末；(3)制备金属导电层：将氧化钌石墨烯复合材料粉末、乙炔黑、PTFE按质量比为8:1:1的比例混合，加入适量去离子水和无水乙醇混合成糊状，均匀的涂布到柔性石墨纸上，90℃真空干燥处理后，裁剪成所需要的长方形薄片，得到金属导电层；(4)制备电子屏幕：准备好基板，在基板的上表面和/或下表面的中部区域设置ITO图案层；在ITO图案层的外围的基板上设置金属导电层，所述金属导电层包括多条彼此独立的金属导线，每条金属导线与ITO图案层内对应的ITO图案连通；在每条金属导线的上方和两侧还设置有与金属导线形状对应的ITO保护层；进一步，所述的基板为玻璃或者PET。进一步，所述的金属导电层用真空电镀的方法设置在ITO图案层的外围的基板上。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，方法操作简单，可以广泛适用于可穿戴的电子设备，兼具了良好的柔性和导电性。具体实施方式以下将结合本专利技术的实施例进行详细叙述。石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，包括如下步骤：(1)制备石墨烯：称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15℃，搅拌1h，再将反应转入35℃的水浴锅中搅拌1h，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50℃，加入完毕，再转入到90℃的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30％的双氧水。得到的氧化石墨烯(GO)分别用10％的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干。制得的GO置入1050℃的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研
磨，获得石墨烯；(2)制备氧化钌石墨烯的复合材料：称取3-4g石墨烯，在150-200ml的去离子水乙醇混合溶液中超声分散30min，称取一定量的RuCl2·xH2O，溶于石墨烯分散液中，控制氯化钌的量为0.1mol/L，以1mol/L的NaOH为沉淀剂，搅拌下缓慢滴加到上述溶液中，控制pH为8.5以保证沉淀完全，真空抽滤，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，滤得的固体在550℃空气氛围中热处理1h，得到氧化钌石墨烯复合材料，将固体研磨成粉末；(3)制备金属导电层：将氧化钌石墨烯复合材料粉末、乙炔黑、PTFE按质量比为8:1:1的比例混合，加入适量去离子水和无水乙醇混合成糊状，均匀的涂布到柔性石墨纸上，90℃真空干燥处理后，裁剪成所需要的长方形薄片，得到金属导电层；(4)制备电子屏幕：准备好基板，在基板的上表面和/或下表面的中部区域设置ITO图案层；在ITO图案层的外围的基板上设置金属导电层，所述金属导电层包括多条彼此独立的金属导线，每条金属导线与ITO图案层内对应的ITO图案连通；在每条金属导线的上方和两侧还设置有与金属导线形状对应的ITO保护层；进一步，所述的基板为玻璃或者PET。进一步，所述的金属导电层用真空电镀的方法设置在ITO图案层的外围的基板上。原理分析：石墨烯柔性较好，金属的导电性较好，用石墨烯和金属化合物制成的石墨烯金属复合物兼具了良好的柔性和导电性，适用于一些可穿戴的电子设备，比如电子腕表等。实施例一石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，包括如下步骤：(1)制备石墨烯：称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15℃，搅拌1h，再
将反应转入35℃的水浴锅中搅拌1h，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50℃，加入完毕，再转入到90℃的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30％的双氧水。得到的氧化石墨烯(GO)分别用10％的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干。制得的GO置入1050℃的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研磨，获得石墨烯；(2)制备氧化钌石墨烯的复合材料：称取4g石墨烯，在200ml的去离子水乙醇混合溶液中超声分散30min，称取一定量的RuCl2·xH2O，溶于石墨烯分散液中，控制氯化钌的量为0.1mol/L，以1mol/L的NaOH为沉淀剂，搅拌下缓慢滴加到上述溶液中，控制pH为8.5以保证沉淀完全，真空抽滤，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，滤得的固体在550℃空气氛围中热处理1h，得到氧化钌石墨烯复合材料，将固体研磨成粉末；(3)制备金属导电层：将氧化钌石墨烯复合材料粉末、乙炔黑、PTFE按质量比为8:1:1的比例混合，加入适量去离子水和无水乙醇混合成糊状，均匀的涂布到柔性石墨纸上，90℃真空干燥处理后，裁剪成所需要的长方形薄片，得到金属导电层；(4)制备电子屏幕：准备好基板，在基板的上表面和/或下表面的中部区域设置ITO图案层；在ITO图案层的外围的基板上设置金属导电层，所述金属导电层包括多条彼此独立的金属导线，每条金属导线与ITO图案层内对应的ITO图案连通；在每条金属导线的上方和两侧还设置有与金属导线形状对应的ITO保护层；进一步，所述的基板为玻璃或者PET。进一步，所述的金属导电层用真空电镀的方法设置在ITO图案层的外围的基板上。实施例二石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，包括如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备石墨烯：称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15℃，搅拌1h，再将反应转入35℃的水浴锅中搅拌1h，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50℃，加入完毕，再转入到90℃的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30％的双氧水；得到的氧化石墨烯(GO)分别用10％的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干；制得的GO置入1050℃的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研磨，获得石墨烯；(2)制备氧化钌石墨烯的复合材料：称取3‑4g石墨烯，在150‑200ml的去离子水乙醇混合溶液中超声分散30min，称取一定量的RuCl2·xH2O，溶于石墨烯分散液中，控制氯化钌的量为0.1mol/L，以1mol/L的NaOH为沉淀剂，搅拌下缓慢滴加到上述溶液中，控制pH为8.5以保证沉淀完全，真空抽滤，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，滤得的固体在550℃空气氛围中热处理1h，得到氧化钌石墨烯复合材料，将固体研磨成粉末；(3)制备金属导电层：将氧化钌石墨烯复合材料粉末、乙炔黑、PTFE按质量比为8:1:1的比例混合，加入适量去离子水和无水乙醇混合成糊状，均匀的涂布到柔性石墨纸上，90℃真空干燥处理后，裁剪成所需要的长方形薄片，得到金属导电层；(4)制备电子屏幕：准备好基板，在基板的上表面和/或下表面的中部区域设置ITO图案层；在ITO图案层的外围的基板上设置金属导电层，所述金属导电层包括多条彼此独立的金属导线，每条金属导线与ITO图案层内对应的ITO图案连通；在每条金属导线的上方和两侧还设置有与金属导线形状对应的ITO保护层。...

【技术特征摘要】
1.石墨烯金属复合材料式电子屏幕的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备石墨烯：称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15℃，搅拌1h，再将反应转入35℃的水浴锅中搅拌1h，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50℃，加入完毕，再转入到90℃的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30％的双氧水；得到的氧化石墨烯(GO)分别用10％的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干；制得的GO置入1050℃的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研磨，获得石墨烯；(2)制备氧化钌石墨烯的复合材料：称取3-4g石墨烯，在150-200ml的去离子水乙醇混合溶液中超声分散30min，称取一定量的RuCl2·xH2O，溶于石墨烯分散液中，控制氯化钌的量为0.1mol/L，以1mol/L的NaOH为沉淀剂，搅拌下缓慢滴加到上述溶液中，控制pH为8.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘中海，司荣美，刘彩风，
申请(专利权)人：天津宝兴威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12