CN104277592A - 一种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 - Google Patents

一种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 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于电子印刷材料技术领域的一种石墨烯基水性墨水及其喷墨打印图案化透明导电电极的应用。所述的石墨烯基水性墨水由墨水活性组分和溶剂组成；所述墨水活性组分为石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯与银纳米颗粒的复合物或氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物，墨水活性组分的质量分数为0.1％-20％；所述溶剂为水或添加有机溶剂的水溶液。与现有技术相比，本发明所述的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的高透明电极，可应用在电子印刷材料技术领域。此外，其制备方法具有较高的实际应用价值。

Description

一种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
技术领域
本发明属于电子印刷材料技术领域，具体来说，涉及一种石墨烯基水性墨水及其喷墨打印图案化透明导电电极的应用。 
背景技术
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材的相容性等优点，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***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得时间进行降解，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，由于石墨烯的直径需要控制在适当的范围内，通常需小于1/20的打印喷嘴直径，所得到的喷墨图案的导电性能就有待提高。最近，有研究人员将石墨烯和金属材料相结合以提高材料的电导率，然而，目前采用金属和石墨烯复合物直接进行喷墨打印及研究金属纳米结构对石墨烯基透明电极的影响还未见报道。 
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种绿色环保、制备简单、后处理温度低、导电性高的石墨烯基水性墨水及其喷墨打印图案化透明导电电极的应用。 
本发明所述的石墨烯基水性墨水由墨水活性组分和溶剂组成；所述墨水活性组分为石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯与银纳米颗粒的复合物或氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物，墨水活性组分的质量分数为0.1％-20％。 
所述银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比≤100。 
所述的石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2μm。 
所述石墨烯或氧化石墨烯为液相剥离法制得。 
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≤1。 
所述银纳米颗粒的粒径小于100nm，且具有单分散性，所述的银纳米颗粒的形貌为多面体状、片状、棒状、针状或球状。 
所述的银纳米颗粒的制备方法为：1)将体积比为0.5-10的1-20wt％的羧化物溶液和1-20wt％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A；2)将体积比为1-100的0.01-1mmol/L的抗坏血酸溶液和0.5-50μmol/L的碘化钾溶液，加入到体积为抗坏血酸溶液100-1000倍的60-100℃的水中，搅拌均匀，得到混合溶液B；3)加热使混合溶液B沸腾后，将混合溶液A注入到混合溶液B中，混合溶液A与混合溶液B的体积比为1:1-1:100，均匀搅拌，使黄色反应溶液在100℃保持反应5min-3h后，得到粗品，经水和无水乙醇洗涤后，采用离心和真空旋转蒸发收集，得到单分散性多面体状银纳米颗粒。 
所述银纳米颗粒的制备方法为：1)将体积比为0.5-10的0.001-1mol/L的羧化物溶液和0.001-1mol/L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5-35wt％的过氧化氢溶液，再注入体积为硝酸银溶液1-20倍的0.01-1mol/L的硼氢化钠溶液，5min-6h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0.1-10wt％，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1-5wt％，抗坏血酸的浓度为0.1-2mol/L，最后再加入体积为前驱物分散液0.01-0.2倍的1-1000mmol/L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1-1000mmol/L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1-1000mmol/L的羧化物溶液和1-1000mmol/L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，采用离心和真空旋转蒸发，得到单分散性片状银纳米颗粒。 
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。 
上述的石墨烯基水性墨水的制备方法为：将石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯与银纳米颗粒、或者氧化石墨烯与银纳米颗粒分散在溶剂中，超声5min-7h，然后用滤膜孔径为0.5-2μm的过滤器将杂质滤除。 
采用上述的石墨烯基水性墨水喷墨打印透明的图案化导电电极的应用。 
所述的喷墨打印透明的图案化导电电极的方法为：将石墨烯基水性墨水注入墨盒，利用 打印机对打印基底进行打印，打印温度控制在0-60℃；将喷墨打印后的打印基底，放入装有还原性物质的真空干燥器中，抽真空至真空表压读数≤-0.1兆帕，然后加热到70-150℃，经过0.5-24h，取出，得到透明的图案化导电电极。 
所述打印基底的材质为玻璃、氧化铟锡、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚对苯二甲酸丁酯、聚碳酸树脂、聚氨基甲酸乙酯中的一种。 
所述还原性物质为肼、水合肼、氨水、氢碘酸、氢溴酸中的一种或两种。 
由于分散性等问题，直接通过喷墨印刷金属和石墨烯基复合墨水，获得透明导电图案仍然是一个挑战。本发明提出了一种可实现喷墨印刷高导电性和透明性的石墨烯基图案的方法。首先本发明采用液相剥离法获得的石墨烯或氧化石墨烯，由于其表面具有大量的官能团，一方面有利于纳米粒子在其表面的组装，另一方面有利于其在溶剂中的分散，而且液相剥离法可以批量获得石墨烯或氧化石墨烯产品。本发明使用的墨水溶剂是环境友好的水溶液，单分散的银纳米颗粒自组装在氧化石墨烯或石墨烯上，通过Marangoni流动抑制了其中的咖啡环效应，还原后，有效的提高了图形的导电性，同前人的相关报道相比，石墨烯基图案显示了出色的导电性和透明性。该喷墨印刷和还原过程可以拓展到获取其他金属-石墨烯复合物图案和器件。与现有技术相比，采用本发明所述的水性银-石墨烯基墨水材料制成的墨水具有绿色环保、制备过程简单、易于操作、后处理温度低、产物可控的特点。 
附图说明
图1为实施例1制备的单分散性多面体状银纳米颗粒。 
图2为实施例1制备的单分散性多面体状银纳米颗粒自组装在氧化石墨烯表面及实施例1制备的石墨烯基水性墨水。 
图3为实施例1制备的石墨烯基水性墨水打印还原处理后的图案。 
图4为实施例2制备的单分散性片状银纳米颗粒。 
图5为实施例2制备的单分散性片状银纳米颗粒自组装在氧化石墨烯表面及实施例2制备的石墨烯基水性墨水。 
图6为实施例2制备的石墨烯基水性墨水打印还原处理后的图案。 
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的石墨烯基水性墨水及其应用做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。 
实施例1 
石墨烯基水性墨水由氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物和水组成，氧化石墨烯与银纳米 颗粒的复合物的质量分数为2.4％，氧化石墨烯与银纳米颗粒质量比为0.5；氧化石墨烯的直径小于2μm；银纳米颗粒的粒径小于100nm。 
氧化石墨烯的合成：采用改良的Hummer法制备得到的氧化石墨烯为金黄色的产物；产物用超声波破碎机200W处理2小时，之后通过1μM过滤膜，除去大尺寸氧化石墨烯；获得的固体在室温下进行过夜真空干燥，即得。 
银纳米颗粒的合成：将100μL的10wt％柠檬酸钠溶液和50μL的10wt％的硝酸银溶液加入到1mL水中，在室温下搅拌至颜色从白色到无色，得到混合溶液A；将49μL的0.1mmol/L的抗坏血酸溶液和49μL的5μmol/L的碘化钾溶液混合，加入到体积为抗坏血酸溶液1000倍的80℃的水中，搅拌均匀，得到混合溶液B；加热使混合溶液B沸腾后，将混合溶液A注入到混合溶液B中，均匀搅拌，使黄色的反应溶液在100℃保持1h，得到粗品，经水和无水乙醇洗涤后，采用离心和真空旋转蒸发收集，得到单分散性多面体状银纳米颗粒。 
墨水的制备：将上述制备的氧化石墨烯与银纳米颗粒采用1h的超声分散在水中，得到氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物，然后用滤膜孔径为0.8μm的过滤器将杂质滤除。 
电极的印刷：将墨水注入墨盒，利用打印机对打印基底进行打印，打印基底材质为玻璃片，打印温度为40℃；将喷墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入装有1mL水合肼的小烧杯，打开机械泵，抽真空至真空表压读数为-0.1兆帕关掉机械泵，然后加热到90℃，经过3h，取出，得到具有高透明性的导电图案化电极。 
结果发现，用单分散性多面体状银纳米颗粒-氧化石墨烯制成的墨水可用于喷墨印刷，还原后可得到图案(见图4)，获得的透明图案显示高导电性(薄膜电阻为639Ω/□)和高透明性(透过率为87％)。 
实施例2 
石墨烯基水性墨水由氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物和体积分数为20％的丙酮溶液组成，氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物的质量分数为4.5％，氧化石墨烯与银纳米颗粒质量比为0.2；氧化石墨烯的直径小于2μm；银纳米颗粒的粒径小于100nm。 
氧化石墨烯的合成：采用改良的Hummer法制备得到的氧化石墨烯为金黄色的产物；产物用超声波破碎机在200W处理2小时，之后通过1μM过滤膜，除去大尺寸氧化石墨烯；获得的固体在室温下进行过夜真空干燥，即得。 
银纳米颗粒的合成：将100μL的0.1mol/L的柠檬酸钠溶液和45μL的0.1mol/L的硝酸银溶液溶解在50mL的水中，再加入100μL的30wt％的过氧化氢溶液，大力搅拌，再注入250μL的0.1mol/L的冰的硼氢化钠溶液，30min后将样品进行离心分离，用水和乙醇洗涤多次后，得到前驱物；把所有前驱物分散在5mL水中，然后在其中加入分子量为5000-10000 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5wt％，抗坏血酸的浓度为0.5mol/L，然后慢慢加入0.6mL的0.1mol/L的硝酸银溶液，慢慢搅拌；再加入300μL的0.1mol/L的柠檬酸钠，然后缓慢加入含有60μL的0.1mol/L的硝酸银溶液和900μL的0.1mol/L的柠檬酸钠溶液的混合液。继续反应进行1个小时，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，采用离心和真空旋转蒸发，得到单分散性片状银纳米颗粒。 
墨水的制备：将上述制备的氧化石墨烯与银纳米颗粒采用1h的超声分散在体积分数为20％的丙酮溶液中，得到氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物，然后用滤膜孔径为0.8μm的过滤器将杂质滤除。 
电极的印刷：将墨水注入墨盒，利用打印机对打印基底进行打印，打印基底材质为聚二甲基硅氧烷，打印温度为40℃；将喷墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入装有1mL浓氨水的小烧杯，打开机械泵，抽真空至真空表压读数为-0.1兆帕，然后加热到90℃，经过3h，取出，得到具有高透明性的导电图案化电极。 
图5为单分散的银纳米三角片自组装在氧化石墨烯表面，其中低能量面Ag{111}面取向组装在氧化石墨烯的{001}面上。单分散性三角片状银纳米颗粒-氧化石墨烯制成的墨水可用于喷墨印刷，经过还原后获得精致图案，获得的透明图案显示高导电性(薄膜电阻仅为170Ω/□)和高透明性(透过率为90％)。 
实施例3 
石墨烯基水性墨水由石墨烯与银纳米颗粒的复合物和30℃时乙酸乙酯饱和水溶液组成，石墨烯与银纳米颗粒的复合物的质量分数为3.1％，石墨烯由液相剥离法获得，石墨烯与银纳米颗粒质量比为0.15；石墨烯的直径小于2μm；银纳米颗粒的粒径小于100nm。 
银纳米颗粒的合成：将100μL的10wt％酒石酸溶液和50μL的10wt％的硝酸银溶液加入到1mL水中，在室温下搅拌至颜色从白色到无色，得到混合溶液A；将49μL的0.1mol/L的抗坏血酸和49μL的5mmol/L的碘化钾混合，加入到体积为抗坏血酸溶液1000倍的80℃的水中，搅拌均匀，得到混合溶液B；加热使混合溶液B沸腾后，将混合溶液A注入到混合溶液B中，均匀搅拌，使黄色的反应溶液在100℃保持1h，得到粗品，经水和无水乙醇洗涤后，采用离心和真空旋转蒸发收集，得到单分散性多面体状银纳米颗粒。 
墨水的制备：将上述制备的石墨烯与银纳米颗粒采用2h的超声分散在30℃时乙酸乙酯饱和水溶液中，得到石墨烯与银纳米颗粒的复合物，然后用滤膜孔径为1μm的过滤器将杂质滤除。 
电极的印刷：将墨水注入墨盒，利用打印机对打印基底进行打印，打印基底材质为聚甲基丙烯酸酯，打印温度为40℃；将喷墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中， 并放入装有1mL氢碘酸的小烧杯，打开机械泵，抽真空至真空表压读数为-0.1兆帕关掉机械泵，然后加热到110℃，经过3h，取出，得到具有高透明性的导电图案化电极。 
结果发现，用单分散性多面体状银纳米颗粒-石墨烯制成的墨水可用于喷墨印刷，获得的透明图案显示较高导电性(薄膜电阻为200Ω/□)和高透明性(透过率为88％)。 
实施例4 
石墨烯基水性墨水由氧化石墨烯与水组成，氧化石墨烯的质量分数为3.8％，氧化石墨烯的直径小于2μm；由液相剥离法获得。 
墨水的制备：将氧化石墨烯采用4h的超声分散在水中，然后用滤膜孔径为0.8μm的过滤器将杂质滤除。 
电极的印刷：将墨水注入墨盒，利用打印机对打印基底进行打印，打印基底材质为聚丙烯，打印温度为40℃；将喷墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入装有1mL氢碘酸的小烧杯，打开机械泵，抽真空至真空表压读数为-0.1兆帕关掉机械泵，然后加热到110℃，经过3h，取出，得到具有高透明性的导电图案化电极。 
结果发现，用氧化石墨烯制成的墨水可用于喷墨印刷，还原后获得的透明图案显示较高导电性(薄膜电阻为2.5kΩ/□)和高透明性(透过率为93％)。 
实施例5 
石墨烯基水性墨水由石墨烯与水组成，石墨烯的质量分数为2.6％，石墨烯的直径小于2μm；由液相剥离法获得。 
墨水的制备：将石墨烯采用2.5h的超声分散在水中，然后用滤膜孔径为1μm的过滤器将杂质滤除。 
电极的印刷：将墨水注入墨盒，利用打印机对打印基底进行打印，打印基底材质为氧化铟锡，打印温度为40℃；将喷墨打印后的打印基底，放入150mm尺寸真空干燥器中，并放入装有1mL氢碘酸的小烧杯，打开机械泵，抽真空至真空表压读数为-0.1兆帕关掉机械泵，然后加热到110℃，经过3h，取出，得到具有高透明性的导电图案化电极。 
结果发现，用石墨烯制成的墨水可用于喷墨印刷，还原后获得的透明图案显示较高导电性(薄膜电阻为3kΩ/□)和高透明性(透过率为92％)。 

Claims (10)

1.一种石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述墨水由墨水活性组分和溶剂组成；所述墨水活性组分为石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯与银纳米颗粒的复合物或氧化石墨烯与银纳米颗粒的复合物，墨水活性组分的质量分数为0.1％-20％。
2.根据权利要求1所述的石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比≤100；所述的石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2μm；所述石墨烯或氧化石墨烯为液相剥离法制得；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≤1；所述银纳米颗粒的粒径小于100nm，且具有单分散性，所述的银纳米颗粒的形貌为多面体状、片状、棒状、针状或球状。
3.根据权利要求2所述的石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述的银纳米颗粒的制备方法为：1)将体积比为0.5-10的1-20wt％的羧化物溶液和1-20wt％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A；2)将体积比为1-100的0.01-1mmol/L的抗坏血酸溶液和0.5-50μmol/L的碘化钾溶液，加入到体积为抗坏血酸溶液100-1000倍的60-100℃的水中，搅拌均匀，得到混合溶液B；3)加热使混合溶液B沸腾后，将混合溶液A注入到混合溶液B中，混合溶液A与混合溶液B的体积比为1:1-1:100，均匀搅拌，使黄色反应溶液在100℃保持反应5min-3h后，得到粗品，经水和无水乙醇洗涤后，采用离心和真空旋转蒸发收集，得到单分散性多面体状银纳米颗粒。
4.根据权利要求2所述的一种石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述银纳米颗粒的制备方法为：1)将体积比为0.5-10的0.001-1mol/L的羧化物溶液和0.001-1mol/L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5-35wt％的过氧化氢溶液，再注入体积为硝酸银溶液1-20倍的0.01-1mol/L的硼氢化钠溶液，5min-6h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0.1-10wt％，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1-5wt％，抗坏血酸的浓度为0.1-2mol/L，最后再加入体积为前驱物分散液0.01-0.2倍的1-1000mmol/L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1-1000mmol/L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1-1000mmol/L的羧化物溶液和1-1000mmol/L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，采用离心和真空旋转蒸发，得到单分散性片状银纳米颗粒。
5.根据权利要求3或4所述的石墨烯基水性墨水，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述的石墨烯基水性墨水的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：将石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯与银纳米颗粒、或者氧化石墨烯与银纳米颗粒分散在溶剂中，超声5min-7h，然后用滤膜孔径为0.5-2μm的过滤器将杂质滤除。
7.采用权利要求1-5任一所述的石墨烯基水性墨水喷墨打印透明的图案化导电电极的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的喷墨打印透明的图案化导电电极的方法为：将石墨烯基水性墨水注入墨盒，利用打印机对打印基底进行打印，打印温度控制在0-60℃；将喷墨打印后的打印基底，放入装有还原性物质的真空干燥器中，抽真空至真空表压读数≤-0.1兆帕，然后加热到70-150℃，经过0.5-24h，取出，得到透明的图案化导电电极。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述打印基底的材质为玻璃、氧化铟锡、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚对苯二甲酸丁酯、聚碳酸树脂、聚氨基甲酸乙酯中的一种。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述还原性物质为肼、水合肼、氨水、氢碘酸、氢溴酸中的一种或两种。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104962134A (zh) * 2015-07-09 2015-10-07 崔洋 一种光敏固化型透明导电打印墨水
CN105860667A (zh) * 2016-06-03 2016-08-17 中国人民解放军国防科学技术大学 氧化石墨烯墨水及其制备方法和应用
CN106147404A (zh) * 2015-04-20 2016-11-23 赖中平 用于无线天线的导电墨水组成物及导电结构
CN106398397A (zh) * 2016-08-23 2017-02-15 中国工程物理研究院材料研究所 一种制备单分散的石墨烯基纳米银复合物的方法
CN106867315A (zh) * 2017-02-28 2017-06-20 南开大学 一种基于金属纳米线和氧化石墨烯的导电墨水的制备方法及用途
CN107695361A (zh) * 2017-09-27 2018-02-16 郴州博太超细石墨股份有限公司 一种石墨烯/银纳米复合材料及其制备方法和应用
CN108545732A (zh) * 2018-04-10 2018-09-18 上海理工大学 一种氧化石墨烯3d打印墨水及其制备方法
CN108610743A (zh) * 2018-04-18 2018-10-02 长沙新材料产业研究院有限公司 一种导电墨水组合物及其制备方法
WO2018176915A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Boe Technology Group Co., Ltd. Conductive ink, display substrate and fabrication method thereof, and display apparatus
CN109337447A (zh) * 2018-09-30 2019-02-15 合肥微晶材料科技有限公司 一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水及基于其的柔性透明导电膜
CN110248477A (zh) * 2019-06-12 2019-09-17 西安工程大学 一种嵌入式柔性导电线路的制造方法
CN112608642A (zh) * 2020-12-28 2021-04-06 长沙新材料产业研究院有限公司 一种喷墨印刷型石墨烯掺杂的纳米银导电墨水及其制备方法
CN112903784A (zh) * 2021-02-04 2021-06-04 西北农林科技大学 一种酶墨水、制备方法及生物传感器
CN112993084A (zh) * 2021-02-04 2021-06-18 合肥工业大学 一种具有优异光电性能Ag-rGO薄膜的制备方法
WO2021133161A1 (en) * 2019-12-24 2021-07-01 Mimos Berhad A method for preparing a graphene-based inkjet ink
CN113075830A (zh) * 2021-04-15 2021-07-06 合肥京东方卓印科技有限公司 磁性手写屏的制作方法及磁性手写屏
WO2022120571A1 (zh) * 2020-12-08 2022-06-16 苏州烯时代材料科技有限公司 一种石墨烯基rfid电子标签用高导电性油墨及其制备方法和应用
CN115449264A (zh) * 2022-08-24 2022-12-09 中山大学 一种导电墨水及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008018718A1 (en) * 2006-08-07 2008-02-14 Inktec Co., Ltd. Process for preparation of silver nanoparticles, and the compositions of silver ink containing the same
CN102554258A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 济南大学 一种在水溶液里制备金属银纳米结构的方法
CN102993820A (zh) * 2012-03-28 2013-03-27 杨阳 一种碳纳米材料/金属纳米材料复合纳米油墨
CN103013229A (zh) * 2012-12-30 2013-04-03 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯基导电油墨、其制备方法及柔性导电薄膜
CN103906706A (zh) * 2011-09-09 2014-07-02 北伊利诺斯大学董事会 结晶石墨烯及制备结晶石墨烯的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008018718A1 (en) * 2006-08-07 2008-02-14 Inktec Co., Ltd. Process for preparation of silver nanoparticles, and the compositions of silver ink containing the same
CN103906706A (zh) * 2011-09-09 2014-07-02 北伊利诺斯大学董事会 结晶石墨烯及制备结晶石墨烯的方法
CN102554258A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 济南大学 一种在水溶液里制备金属银纳米结构的方法
CN102993820A (zh) * 2012-03-28 2013-03-27 杨阳 一种碳纳米材料/金属纳米材料复合纳米油墨
CN103013229A (zh) * 2012-12-30 2013-04-03 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯基导电油墨、其制备方法及柔性导电薄膜

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106147404A (zh) * 2015-04-20 2016-11-23 赖中平 用于无线天线的导电墨水组成物及导电结构
CN104962134A (zh) * 2015-07-09 2015-10-07 崔洋 一种光敏固化型透明导电打印墨水
CN105860667A (zh) * 2016-06-03 2016-08-17 中国人民解放军国防科学技术大学 氧化石墨烯墨水及其制备方法和应用
CN106398397A (zh) * 2016-08-23 2017-02-15 中国工程物理研究院材料研究所 一种制备单分散的石墨烯基纳米银复合物的方法
CN106867315A (zh) * 2017-02-28 2017-06-20 南开大学 一种基于金属纳米线和氧化石墨烯的导电墨水的制备方法及用途
CN106867315B (zh) * 2017-02-28 2020-07-31 南开大学 一种基于金属纳米线和氧化石墨烯的导电墨水的制备方法及用途
CN108659622A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 京东方科技集团股份有限公司 导电油墨、显示基板及其制造方法和显示装置
EP3598872A4 (en) * 2017-03-28 2021-04-07 BOE Technology Group Co., Ltd. CONDUCTIVE INK, DISPLAY SUBSTRATE AND ITS MANUFACTURING PROCESS, AND DISPLAY APPARATUS
WO2018176915A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Boe Technology Group Co., Ltd. Conductive ink, display substrate and fabrication method thereof, and display apparatus
CN107695361A (zh) * 2017-09-27 2018-02-16 郴州博太超细石墨股份有限公司 一种石墨烯/银纳米复合材料及其制备方法和应用
CN107695361B (zh) * 2017-09-27 2019-08-02 郴州博太超细石墨股份有限公司 一种石墨烯/银纳米复合材料及其制备方法和应用
CN108545732A (zh) * 2018-04-10 2018-09-18 上海理工大学 一种氧化石墨烯3d打印墨水及其制备方法
CN108610743A (zh) * 2018-04-18 2018-10-02 长沙新材料产业研究院有限公司 一种导电墨水组合物及其制备方法
CN109337447B (zh) * 2018-09-30 2021-09-24 合肥微晶材料科技有限公司 一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水及基于其的柔性透明导电膜
CN109337447A (zh) * 2018-09-30 2019-02-15 合肥微晶材料科技有限公司 一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水及基于其的柔性透明导电膜
CN110248477A (zh) * 2019-06-12 2019-09-17 西安工程大学 一种嵌入式柔性导电线路的制造方法
WO2021133161A1 (en) * 2019-12-24 2021-07-01 Mimos Berhad A method for preparing a graphene-based inkjet ink
WO2022120571A1 (zh) * 2020-12-08 2022-06-16 苏州烯时代材料科技有限公司 一种石墨烯基rfid电子标签用高导电性油墨及其制备方法和应用
CN112608642A (zh) * 2020-12-28 2021-04-06 长沙新材料产业研究院有限公司 一种喷墨印刷型石墨烯掺杂的纳米银导电墨水及其制备方法
CN112903784A (zh) * 2021-02-04 2021-06-04 西北农林科技大学 一种酶墨水、制备方法及生物传感器
CN112993084A (zh) * 2021-02-04 2021-06-18 合肥工业大学 一种具有优异光电性能Ag-rGO薄膜的制备方法
CN113075830A (zh) * 2021-04-15 2021-07-06 合肥京东方卓印科技有限公司 磁性手写屏的制作方法及磁性手写屏
CN115449264A (zh) * 2022-08-24 2022-12-09 中山大学 一种导电墨水及其制备方法和应用

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