一种单晶石墨烯导电油墨的制备方法及单晶石墨烯导电油墨

技术领域

本发明涉及石墨烯导电油墨制备技术领域，具体为一种单晶石墨烯导电油墨的制备方法及单晶石墨烯导电油墨。

背景技术

石墨烯导电油墨是通过在油墨中添加石墨烯导电填料使油墨具备导电能力的一种功能性油墨。随着印刷电子技术的发展，人们对于石墨烯导电油墨的需求越来越大。目前市场上的石墨烯导电油墨大多是多晶石墨烯导电油墨，由于多晶石墨烯的晶界缺陷会对电子的运动造成强烈的散射作用，所以多晶石墨烯的方阻普遍偏高，所以由多晶石墨烯制备的导电油墨的电导率普遍偏低，故此需要添加一定比例的纳米银等物质提高其电导率。由于纳米银需要通过硝酸银和硫酸银等银盐来制备，用量越多，对环境的污染越大，因此需要开发一种不添加纳米银且电导率更高的石墨烯导电油墨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶石墨烯导电油墨的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单晶石墨烯导电油墨的制备方法，包括以下步骤：

获取预定量的单晶石墨烯；

根据预定量的单晶石墨烯制备油墨。

可选的，根据预定量的单晶石墨烯制备油墨，包括：

取单晶石墨烯5份，分散剂1份，乙醇50份，混合超声1小时；再加树脂1份，水50份，高速剪切30分钟，得到单晶石墨烯导电油墨；或者，取单晶石墨烯10份，分散剂2份，树脂5份，水100份，砂磨2小时，得到单晶石墨烯导电油墨；或者，

取单晶石墨烯5份，乙基纤维素1份，松油醇30份，乙醇60份，先搅拌30分钟，再超声24小时，得到单晶石墨烯导电油墨。

可选的，获取单晶石墨烯，包括：

提供一石英舟，将铜箔放置石英舟内，经过处理，获得单晶铜箔；

将预处理的铜箔放入石英舟内，经过升温程序、气体通断以及气流量调节程序，获得单晶石墨烯。

可选的，将铜箔放置石英舟内，经过处理，获得单晶铜箔，包括：

将铜箔放置在石英舟内；

将放置有铜箔的石英舟内推入管式炉中央；

按照第一预设气体调节流量在石英管内通入氩气，使管式炉中心温度保持在一第一预设温度，以获得单晶铜箔。

可选的，所述第一预设调节流量为500毫升/每分钟。

可选的，所述第一预设温度为1030℃。

可选的，将预处理的铜箔放入石英舟内，经过升温程序、气体通断以及气流量调节程序，获得单晶石墨烯，包括：

将预处理的铜箔放入石英舟，将石英舟推入管式炉中央处，封闭好石英管两侧法兰；

使管式炉在第一预设时间段内升温至第二预设温度，在第二预设时间段内继续升温至第三预设温度，并在第三预设温度下保持第三预设时间段，再停止加热；通过气体通断及气流量调节程序，获得单晶石墨烯。

可选的，所述第二预设温度为100℃，所述第三预设温度为1030℃，所述第一预设时间段为30min，所述第二预设时间段为60min；所述第三预设时间段为20min。

可选的，气体通断及气流量调节程序包括：

打开机械泵，打开氢气减压阀，气流量控制在第二预设调节流量；

打开氩气减压阀，气流量控制在第三预设调节流量，然后开始加热；

当炉温上升至第四预设温度时，打开甲烷减压阀，气流量控制在第四预设调节流量，在所述第四预设温度下保温第四预设时间段，结束后关闭甲烷减压阀；待升温程序停止，关闭管式炉加热开关，自然降温；

当炉温降至室温时，切断管式炉电源，紧随其后关闭氢气和甲烷减压阀，停止通入氢气和甲烷；

最后关闭机械泵，单晶石墨烯制备完毕，将铜箔取出备用，然后将铜箔上的单晶石墨烯转移并洗涤干净。

本发明还提供一种单晶石墨烯导电油墨，所述单晶石墨烯导电油墨通过所述的导电油墨制备方法制备。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明实施例通过以单晶石墨烯为导电填料，提高石墨烯导电油墨的电导率，减少了使用多晶石墨烯产生的晶界缺陷对电子的运动造成强烈的散射，解决了多晶石墨烯导电油墨的电导率偏低的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例的制作流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：

一种单晶石墨烯导电油墨的制备方法，包括以下步骤：

获取预定量的单晶石墨烯；

根据预定量的单晶石墨烯制备油墨。

实施例一

本发明实施例一的单晶石墨烯制备油墨的制备方法包括以下步骤：

步骤一，取单晶石墨烯5份，分散剂1份，乙醇50份，充分混合；

步骤二，超声1小时；

步骤三，加树脂1份，水50份，高速剪切30分钟，得到单晶石墨烯导电油墨。

实施例二

步骤一，取单晶石墨烯10份，分散剂2份，树脂5份，水100份，充分混合；步骤二，砂磨2小时，得到单晶石墨烯导电油墨

实施例三

步骤一，取单晶石墨烯5份，乙基纤维素1份，松油醇30份，乙醇60份，搅拌30分钟；

步骤二，超声24小时。

本发明的实施例中还包括一种单晶石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将铜箔放置在石英舟内推入管式炉中央；

步骤二：按照第一预设气体调节流量在石英管内通入氩气，使管式炉中心温度保持在一第一预设温度，以获得单晶铜箔。

步骤三：将预处理的铜箔放入石英舟，将石英舟推入管式炉中央处，封闭好石英管两侧法兰；

步骤四：使管式炉在第一预设时间段内升温至第二预设温度，在第二预设时间段内继续升温至第三预设温度，并在第三预设温度下保持第三预设时间段，再停止加热；

步骤五：通过气体通断及气流量调节程序，获得单晶石墨烯。

本发明的可选的实施例中，所述第一预设调节流量为500毫升/每分钟，所述第一预设温度为1030℃。

本发明的可选的实施例中，所述第二预设温度为100℃，所述第三预设温度为1030℃，所述第一预设时间段为30min，所述第二预设时间段为60min；所述第三预设时间段为20min。

本发明的可选的实施例中，气体通断及气流量调节程序包括：

打开机械泵，打开氢气减压阀，气流量控制在第二预设调节流量；

打开氩气减压阀，气流量控制在第三预设调节流量，然后开始加热；

当炉温上升至第四预设温度时，打开甲烷减压阀，气流量控制在第四预设调节流量，在所述第四预设温度下保温第四预设时间段，结束后关闭甲烷减压阀；待升温程序停止，关闭管式炉加热开关，自然降温；

当炉温降至室温时，切断管式炉电源，紧随其后关闭氢气和甲烷减压阀，停止通入氢气和甲烷；

最后关闭机械泵，单晶石墨烯制备完毕，将铜箔取出备用，然后将铜箔上的单晶石墨烯转移并洗涤干净。

本发明的可选的实施例中，第二预设调节流量为10毫升/每分钟，第三预设调节流量为500毫升/每分钟；第四预设温度为1030℃；第四预设调节流量为5毫升/每分钟；第四预设时间段为20min。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明实施例通过以单晶石墨烯为导电填料，提高石墨烯导电油墨的电导率，减少了使用多晶石墨烯产生的晶界缺陷对电子的运动造成强烈的散射，解决了多晶石墨烯导电油墨的电导率偏低的技术问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。