一种石墨烯-银复合RFID标签及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯
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银复合RFID标签及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)
，更具体地，涉及一种石墨烯
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银复合导电浆料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]物联网(Internet of Things，IoT)通过射频识别（RFID）、定位系统等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在零售、交通、军事上等各个独立的领域已经得到广泛应用。
[0003]射频识别(radio frequency identifification，RFID)技术是一种利用射频（RF）波通过空间耦合进行双向信息传递来实现目标智能识别的技术。RFID由于其抗干扰能力强，通信距离远，能够适应各种复杂的应用环境，提高工作效率，降低管理成本，已被应用于各个方面，包括医疗保健、物流、智能购物和公共安全等。利用RFID技术可以对RFID标签的信息进行读写，从而可以实现识别物品和数据交换的目的。
[0004]RFID天线一般采用铜、铝等金属材料制成，金属标签的机械、化学和热稳定性较差，因此在物联网实际应用中标签极易损坏，同时也产生了电子废物。因此，用环保、高导电性的材料替代金属是极其迫切的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种分散性好且对环境友好的石墨烯
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银复合导电浆料，并且使用该导电浆料利用墨水直写技术制备出导电性好、黏附度高且韧性佳的石墨烯
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银复合材料RFID电子标签。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术的第一个方面，提供一种石墨烯
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银复合导电浆料的制备方法，包括以下步骤：S01. 将石墨烯材料加入溶剂中，超声、搅拌，获得均匀的石墨烯分散液；S02. 将步骤S01中所述石墨烯分散液超声后，边搅拌边逐滴加入银氨溶液，超声后，获得分散均匀的石墨烯
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银复合导电浆料；其中，步骤S01中所述石墨烯材料的制备方法，将氧化石墨于350～450℃在氮气下煅烧，加入乙二醇和水的混合溶液，超声结合磁力搅拌下分散均匀，加入NaOH和乙二醇的混合溶液调节pH值至10～12，密封后微波加热，磁力搅拌冷却至室温，洗涤后过滤干燥，得到所述石墨烯材料。
[0007]进一步地，所述氧化石墨的制备方法为：将浓硫酸和浓磷酸混合后浸入冰水浴冷却。然后将天然鳞片石墨和高锰酸钾混合倒入混合酸中，搅拌反应约2小时后撤除冰浴，42～48℃水浴反应25～35分钟。之后再次移入冰浴，搅拌下滴加去离子水，后恒温42～48℃水浴搅拌反应约4小时。反应结束后，加入过氧化氢溶液，再经过离心、除去上层清液、超声分散，透析，60～80℃干燥，得到片状氧化石墨。
[0008]优选地，所述的浓硫酸和浓磷酸以 8:1 体积比混合。
[0009]优选地，天然鳞片石墨和高锰酸钾以 1:3 重量比混合。
[0010]优选地，在混合溶液中加入的去离子水的量与浓硫酸等体积。
[0011]优选地，所采用过氧化氢溶液浓度为3%。
[0012]优选地，搅拌反应约2小时后撤除冰浴，45℃水浴反应30分钟。
[0013]优选地，恒温45℃水浴搅拌反应约4小时。
[0014]优选地，所述干燥为70℃烘箱内干燥。
[0015]根据本专利技术第一个方面所述的制备方法，优选地，所述煅烧的条件为以每分钟10℃的速率升温至350～450℃。
[0016]更优选地，所述煅烧的条件为以每分钟10℃的速率升温至400℃。
[0017]优选地，所述煅烧的时间为3.5～4.5h。
[0018]更优选地，所述煅烧的时间为4h。
[0019]优选地，所述氮气煅烧在管式炉中煅烧。
[0020]根据本专利技术第一个方面所述的制备方法，优选地，所述超声的条件为10～20 min。
[0021]根据本专利技术第一个方面所述的制备方法，优选地，所述微波加热的条件为680～720 W加热约2min，重复加热3次。
[0022]更优选地，所述微波加热的条件为功率700W加热约2min，重复加热3次。
[0023]优选地，所述NaOH和乙二醇的混合溶液的浓度为0.5 mol/L。
[0024]优选地，所述洗涤为分别采用去离子水和无水乙醇搅拌洗涤。
[0025]根据本专利技术第一个方面所述的制备方法，优选地，所述银氨溶液的制备方法为：将硝酸银溶解于去离子水中，边搅拌溶液边滴加稀氨水，至出现沉淀后再澄清，获得银氨溶液。
[0026]根据本专利技术第一个方面所述的制备方法，优选地，所述石墨烯分散液的浓度为10～20 mg/ml。
[0027]更优选地，所述石墨烯分散液的浓度为20 mg/ml。
[0028]根据本专利技术第一个方面所述的制备方法，优选地，所述石墨烯
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银复合导电浆料中银与石墨烯的质量百分比为5～20%。
[0029]更优选地，所述石墨烯
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银复合导电浆料中银与石墨烯的质量百分比为10～15%。
[0030]本专利技术的第二个方面，提供一种石墨烯
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银复合导电浆料，由本专利技术第一个方面所述的制备方法制得。
[0031]本专利技术的第三个方面，提供本专利技术第二个方面所述的石墨烯
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银复合导电浆料在制备导电天线材料中的应用。
[0032]本专利技术的第四个方面，提供一种RFID天线，由本专利技术第二个方面所述石墨烯
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银复合导电浆料制备而成。
[0033]进一步地，根据本专利技术第四个方面所述的RFID天线，所述天线的制备方法包括以下步骤：S11. 将本专利技术第二个方面所述石墨烯
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银复合导电浆料通过多层墨水直写技术印刷出天线线路；S12. 对步骤S11所述天线线路覆盖于天线基体上进行压缩处理；
S13. 将天线基体及线路放入葡萄糖溶液中进行水浴加热，取出后烘干，在天线线路上均匀涂抹导电银胶。
[0034]优选地，根据本专利技术第四个方面所述的天线，步骤S11中所述通过多层墨水直写技术印刷出天线线路的加热温度为80～100℃，挤出速度为80～100 μL/min。
[0035]优选地，步骤S12中所述压缩处理条件为6～10MPa保压8～10min。
[0036]更优选地，步骤S12中所述压缩处理条件为10MPa保压10min；优选地，步骤S13中所述水浴加热的条件为50～70℃加热3～5min。
[0037]更优选地，步骤S13中所述水浴加热的条件为60℃加热3～5min。
[0038]优选地，步骤S11中所述墨水直写印刷的层数为9～11层。
[0039]采用墨水直写技术在基体上多层印刷出连续、厚度均匀、与基板粘结性好的天线线路。直写印本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯
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银复合导电浆料的制备方法，包括以下步骤：S01. 将石墨烯材料加入溶剂中，超声、搅拌，获得均匀的石墨烯分散液；S02. 将步骤S01中所述石墨烯分散液超声后，边搅拌边逐滴加入银氨溶液，超声后，获得分散均匀的石墨烯
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银复合导电浆料；其中，步骤S01中所述石墨烯材料的制备方法为：将氧化石墨于350～450℃在氮气下煅烧3.5～4.5h，加入乙二醇和水的混合溶液，超声结合磁力搅拌下分散均匀，加入NaOH和乙二醇的混合溶液调节pH值至10～12，密封后微波加热，磁力搅拌冷却至室温，洗涤后过滤干燥，得到所述石墨烯材料；步骤S01中所述溶剂优选为N
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甲基吡咯烷酮（NMP）和二甲基甲酰胺（DMF）中的至少一种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波加热的条件为功率680～720W加热约2min，重复加热3次。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯分散液的浓度为10～20mg/ml。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯
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银复合导电浆料中银与石墨烯的质量百分比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜俭，李舸，陈政霖，郑飞州，
申请(专利权)人：广州优刻谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：