一种石墨烯导电油墨及其制备方法
一种石墨烯导电油墨及其制备方法
技术领域本发明涉及一种导电油墨，特别涉及一种石墨烯导电油墨及其制备方法。
背景技术石墨烯(Graphene)是一种由Sp2碳原子组成的六方点阵蜂巢状的二维结构平面薄膜和二维材料，是继碳纳米管、富勒烯之后的又一重大发现。石墨烯呈现出新奇的物理特性，单层石墨烯具有良好的透明性，只吸收%的光；常温下其电子迁移率超过15000cm2/。石墨烯具有优异的导电性及物理机械性能，横向(面内)电导率高达106S/M，极限强度可达130GPa，拉伸模量为，且导热性能好，热导率为5000W/，密度仅为
-2gCm3。由于石墨烯具有化学和热学性能优异、导电率大、比表面积大、机械强度大的特性，使得以石墨烯为基础的材料有着广泛的工业应用范围，可用吸附剂、催化剂载体、热传输媒体、复合材料、电子元件、电池/电容器等领域。随着人们对电子产品需求的日益增多，新型导电油墨技术开发也出现了上升的趋势，以满足人们对电子产品的需求。随着技术的进步，对可方便携带的更小、更轻、柔性、可卷曲、多功能及绿色环保的电子产品的需求越来越高。为了适应这些需求，出现了多种技术领域的发展，印刷电子和导电油墨等相关核心技术也受到越来越多的关注。导电油墨(主要是指混合型导电复合油墨)是一种具有导电能力的油墨，是由借助分散在油墨载体内的导电性材料来传导电流,主要由导电材料、连接剂(有机载体)、助剂和溶剂等物质组成。目前导电油墨主要采用微纳米金粉、银粉、铜粉、导电炭黑等作为导电填料。金粉、银粉导电油墨化学稳定性好，导电性能优异，但是成本高。银粉导电油墨也存在抗焊锡浸蚀能力差、银离子迁移、硫化等问题。铜粉导电油墨容易被氧化，导电性能不稳定。例如，中国发明专利公开了一种导电油墨及其制备方法，以质量分数计，包导电油墨括40 55%的片状银粉、5 10%的银包铜粉、33 50%的有机载和
%的偶联剂。该发明专利部分采用银包铜粉，部分克服了银粉价格较高、铜粉易于氧化的问题，但仍需要采用45% 65%的银粉，成本高昂。导电炭黑来源广泛，价格便宜，但是导电性能欠佳。这是因为炭黑等材料中含有大量的非结晶碳，导电率较低，而且炭黑比表面积和吸油量往往较大。导电碳基油墨导电性能较差，因为其以炭黑为填料，颗粒界面作用强，分散性较差，形成的空隙较多，并且易吸附氧、氢等杂质原子，这将严重阻碍碳原子之间的正常连接。例如，中国专利.4公开了一种导电碳油墨，主要由树脂、导电材料和溶剂组成，其组分为胺基树脂10 30份，酚醛树脂10 20份；石墨10 30份，碳黑10 30份；醚类溶剂20 40份，酮类溶剂20 40份，导电碳材料添加量达到% %，得到的导电碳油墨电阻为20 Ω /
口。目前已经开发的导电油墨的另一个问题是采用密度较大的银(密度10.53g/Cm3)、铜(密度8.92g/Cm3)等金属填料，分散于溶剂、树脂中容易沉降，导电油墨使用之前一定要搅拌均匀，否则会造成导电性能不佳、甚至不导电等问题。石墨烯具有比表面积大、载流子迁移速率高、导电性能好、高透明性、高耐弯折性、高导热率、抗静电和电磁屏蔽性能、抗腐蚀性等优异性能。石墨烯具有超大的直径/厚度T匕，容易与其它材料如聚合物材料均匀复合，并形成良好的复合界面，可以增强导电油墨交联后的固化物的机械强度，可广泛应用于油墨、涂料、浆料、塑料、复合材料、半导体、新能源等领域。采用具有片状结构的石墨烯为导电油墨的导电填料，片与片之间的接触几率大，渗流阀值较小，在较低的填充比例下，容易在基体中形成导电网络，这样一方面可以降低导电油墨中填料的添加量，降低成本，另一方面可以改善导电油墨的机械强度。更为重要的是，石墨烯导电油墨可具有柔性，而且可以调节配方比例，使其在室温下即可固化并导电，这是常规的导电银油墨所不具备的。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的缺点提出的，其所解决的技术问题是提供了一种制备成本低、导电性能优异、稳定性高、机械性能优异，而且可以调节配方比例，使其在室温下即可固化并导电的石墨烯导电油墨，以及这种石墨烯导电油墨的制备方法。本发明提供的技术方案是:·
一种石墨烯导电油墨，其特征在于，包括以下组分且各组分的质量百分含量分别为:树脂%-25%;石墨烯%-95%;助剂%%;溶剂%%。所述的树脂包括但不限于天然树脂；或者包括但不限于合成树脂如环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、聚酰胺树脂、氯醋树脂、聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯、热塑型塑料、合成橡胶、蜡、松香改性树脂等或其共聚物中的至少一种；也可以是天然树脂和合成树脂的组合。根据导电油墨及其印刷工艺要求，所述的树脂也可以是经过改性的树脂。所述的树脂是导电油墨中的成膜物质，起桥梁骨架作用，其物化性能也直接决定最终导电油墨的性能，诸如热性能、力学性能、流变性能、耐酸耐碱、附着力等。所述的石墨烯在导电油墨中作为导电材料，包括但不限于单层石墨烯、双层石墨烯、三层石墨烯、多层石墨烯或者纳米石墨烯片中的至少一种。所述的单层石墨烯、双层石墨烯、三层石墨烯或者多层石墨烯包括但不限于球状、片状、管状、纤维状、螺旋状、三维状石墨烯中的至少一种，所述的多层石墨烯为5-10层。所述石墨烯粒径为微米-10000微米，厚度为纳米-100纳米。当石墨烯厚度大于纳米时，常被称为石墨烯纳米片或者石墨烯微米片，不影响本发明的表述和保护范围。所述的溶剂，其特征为具有能溶解树脂的能力，能分散油墨中的填料和溶解助剂，提高油墨的印刷适性，并调节黏度和干燥速度。包括但不限于水、脂族烃类溶剂、醇类溶齐U、酮类溶剂、芳烃类溶剂、酯类溶剂、醇醚类溶剂、动植物油、矿物油中的至少一种，如水、乙醇、异丙醇、乙二醇、二聚乙二醇、丁基卡必醇、丁酸丁基卡必醇、丙酮、丁酮(MEK)、甲基乙丁基酮、甲基异丁基酮(MIBK)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、甲基戊基酮、异佛尔酮、对甲基苯乙酮、环己烷、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲亚砜(DMSO)、Y-丁内酯(GBL)、松油醇、萜品醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、DEB(
丁二酸二甲酯、戊二酸二甲
酯、己二酸二甲酯的混合物)、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚等中的至少一种。而所述的助剂，都是均为油墨领域常用制剂。其特征是能够对油墨的导电性、稳定性、印品表面性能、印刷适性等起到改进作用，包括但不限于增稠剂、分散剂、偶联剂、消泡剂、增塑剂、润湿剂、流平剂、触变剂、成膜助剂、交联剂、着色剂、稳定剂、润滑剂、杀菌剂、紫外线吸收剂、防氧化剂、金属粉、玻璃粉等中的至少一种。例如，增稠剂作用是提高浆料的粘度，覆盖固体微粒以阻止微粒的凝聚、结块和沉淀，并赋予导电油墨合适的流变特性，以调节体系的粘度，在导电油墨印刷、干燥后，使固体微粒粘结在一起，具有一定的强度。常用的增稠剂有乙基纤维素、硝基纤维素、丙烯酸树脂、丁醛树脂、聚异乙烯、聚己烯乙醇、聚Α-甲基苯乙烯、聚己烯醋酸酯和苯乙烯等。本发明中树脂、溶剂和助剂的选择，根据导电油墨所需的电导率、粘度、流变性、衬底、印刷方法、热处理温度等要求进行选择和调节。本发明提供上述的石墨烯导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下三个步骤:
(I)称取原料及分散:按照所述石墨烯导电油墨的组分和各组分的质量百分含量称取各组分并放入分散釜内搅拌，混合
预分散均匀，制得导电油墨粗浆；(2)研磨:将步骤(I)得到的预分散物料转移至研磨机(砂磨机、球磨机或三辊研磨机)内研磨小时。(3)将研磨好的物料过滤，经检验和包装等工序，即制得所需的石墨烯导电油墨。制备本发明提供的石墨烯导电油墨包含以上原材料、助剂和生产步骤，但是应当理解为，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明要求的限制。本发明提供的石墨烯导电油墨的突出特点和有益效果是:本发明通过采用特定比例的石墨烯作为导电相、以树脂作为连接料，辅以助剂和溶剂，达到了调控导电油墨的粘度和流变特性、改善油墨机械性能和印刷性能、提高油墨的电学性能和电磁学性能，提高导电油墨的热导率等有益效果。该导电油墨采用石墨烯替代常用的银粉等金属填料，降低了导电填料的填充量、减小了油墨和涂层的密度。与现有的纳米金属(如纳米金粉、纳米银粉等)导电油墨相比，石墨烯油墨密度小，具有抗沉降、成本低、以碳元素为填料无重金属污染问题，易于回收等优势。与传统的碳基导电油墨产品相比，石墨烯油墨在导电性能方面又具有显着的优势。而且，石墨烯油墨没有迁移效应，稳定性好，而且石墨烯油墨抗氧化，导电性能较为稳定。本发明采用的石墨烯是一种新型的二维导电材料，具有优异的物理化学性能。本发明将石墨烯用于导电油墨，开拓了二维导电材料制备导电油墨的新领域。该石墨烯导电油墨导电、导热性能良好，机械性能优异，柔韧性好可耐弯折，与基材附着力强，抗剥离，导电油墨制成的印制品固化后不易氧化，性能稳定，耐酸、碱和化学溶剂腐蚀。该石墨烯导电油墨可以采用涂刷、丝网印刷、凹版印刷、凸版印刷、喷涂、浸涂、喷墨打印、移印、胶印、柔性版印刷、卷对卷(Roll To Roll)等工艺在各类纸张、玻璃、陶瓷、金属、半导体、橡胶、塑料、纤维、布料等多种基材或表面实现印刷。本发明中，涂层的固化温度可以为室温，时间为 48小时；若采用加热方式固化，则温度为30
300°C，时间为0.0l 24小时；若采用烧结方式固化，则温度为100 800°C，时间为 48小时。该石墨烯导电油墨具有导电性能优异、印刷图案质量轻、印刷适性好、固化条件温和以及成本低廉等优势，可广泛用于制造薄膜开关、透明导电膜、触摸屏、液晶显示器、等离子体显示器、印刷线路板(PCB)、可挠性线路板和电路板、薄膜键盘、电磁屏蔽、柔性导电排线、可弯折柔性电子产品、化学和生物传感器、电子皮肤、锂离子电池、印刷电池、太阳能光伏电池板、电致发光(EL)光源、有机发光二极管(OLED)、显示器件和设备、射频识别标签(RFID)等产品和下一代轻薄、柔性电子产品，市场前景巨大。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明进行具体的介绍。本发明采用以刮板细度仪测定石墨烯导电油墨细度。分别将所得的石墨烯导电油墨均匀涂在模具上，干燥至电阻值不再变化为止。导电油墨的表干时间采用棉球法测试，实干时间采用刀片法测试。制备得到的石墨烯导电涂料，涂布在基片上，在室温下静置1-120分钟，再将涂布的石墨烯导电油墨在50-350°C的热源下(烘箱、热台红外灯等)烘烤1-300分钟，得到导电涂膜。采用台阶厚度测量仪测定导电油墨涂层厚度。采用铅笔硬度计测试导电油墨涂膜的硬度。采用四探针电阻仪测试导电油墨涂层电阻，由下式计算电阻率:P = RS/L式中，R为涂层电阻值(Ω) ;S为涂层截面积(Cm2) ；L为涂层长度(Cm)。本发明制备的石墨烯导电油墨可以达到较高的电导率，且可以根据需要在较大范围内进行调节，油墨的稳定性好，印刷特性好。为了更好的实施本发明，特举例说明，但不是对本发明的限制。实施例1:按照下表配料，并把树脂和溶剂置于分散釜，保持温度在40°C以下，500rpm搅拌速度下，使树脂彻底溶解，制得到树脂溶液。将石墨烯和助剂加入树脂溶液，混合均匀后转移到砂磨机，研磨6小时，采用刮板细度计测试导电油墨细度，直到油墨细度小于10 Μ
对于石墨烯导电油墨的研究分析
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对于石墨烯导电油墨的研究分析
作者：李学兵
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第12期
摘 要：石墨烯因具备着超高的电荷迁移率，近年来在导电油墨领域备受关注，它赋予了石墨烯导电油墨优异的导电性能、耐腐蚀性以及耐候性等优点。本文通过查阅文献的方式，着重介绍了石墨烯导电油墨的制备工艺。
关键词：导电油墨;石墨烯;制备工艺
随着电子行业的快速发展，导电油墨在柔性印刷电路、薄膜开关、无线射频识别等领域中的应用越来越广泛。石墨烯作为导电油墨的导电填料，不仅导电性能优良，而且具备优良的抗腐蚀性和抗氧化性，是最有普及应用潜力的印刷电子材料之一。石墨烯导电油墨是国内外石墨烯研究领域的热点之一。
1 石墨烯导电油墨的制备工艺
目前石墨烯导电油墨的核心导电填料主要为氧化还原法所制备的石墨烯（RGO）以及机械剥离制备的石墨烯，这两种方法相对于CVD法而言其制备成本低、产量高，是较为成熟且系统的石墨烯制备技术。除填料之外，导电油墨的其他组分如溶剂、黏结剂、各类助剂均对油墨的导电性、成膜性、稳定性产生不可小觑的作用。
1.1 机械剥离法制备石墨烯导电油墨
通过机械剥离法制备石墨烯导电油墨的灵感源于GEIM和NOVOSELOV石墨烯先驱研究者早先使用胶带法剥离石墨烯的方式，通过层层剥离最终获得单层的石墨烯。鉴于此基础之上，陈金凤对原始胶带法进行了改进，实现了石墨烯的产量化制备，其将石墨微片与胶黏剂混合，并在三辊机上实现连续剥离，胶黏剂能够保证滚筒与石墨微片在三辊机的运行过程中产生持续剪切作用力。
1.2 氧化还原法制备石墨烯导电油墨
氧化石墨烯（GO）因接枝上大量含氧官能团，扩大了石墨片层间距，还原氧化石墨烯（RGO）从而降低了石墨烯的层间作用力，在经过超声剥离处理以及后续GO的还原等步骤之后即可获得石墨烯，凭借此法制备的RGO导电油墨也有了一定的发展。LEE等采用Hummers法，以石墨微片为原料制备GO纳米片，而GO的还原则采用N2H4试剂，还原过程中使用氨水调节pH至10辅助还原。实验以十二烷基硫酸钠（SDS）作为表面活性剂、水与二甘醇作为油墨溶剂制备得到石墨烯导电油墨。该实验还探究了油墨的导电性能，将油墨喷墨打印在聚酰亚胺薄膜上，经过400℃的退火烧结除去过量的SDS，烧结过后测得的薄膜电导率达到121.95S/m。SU等通过微波还原边缘氧化的石墨烯，并通过NMP试剂分散RGO，接着采用球龙源期刊网
比较三种化学方法制备石墨烯
一、利用液氨作为还原剂，还原氧化石墨。
工艺：
1、将60 g的颗粒状天然石墨，硝酸钠30 g加入l0L的双层玻璃反应釜中冷却至0℃;再将2500 mL浓硫酸缓慢加入反应釜中充分搅拌3 0 min，保持反应体系的温度不高于4℃;然后，将180 g高锰酸钾加入反应釜中并充分搅拌60 min，同时保持反应体系温度不高于8℃，此阶段为低温反应。
2、撤走冷浴，用高温恒温循环泵将反应体系加热至35℃，并充分搅拌3h，得到褐色悬浮液，再缓慢加入90 g高锰酸钾反应12h，保持反应体系的温度不高于40℃，此阶段为中温反应。
3、撤走高温恒温循环泵，用低温冷却循环泵将反应系统温度控制在5℃以下，将7L去离子水缓慢滴加入褐色悬浮液中，体系温度骤然升高，并伴有大量气体生成，稀释的悬浮液在此温度下搅拌60 min。
4、向悬浮液中加入50 mL的H202 (30%)，室温下搅拌60 min，得到亮黄色氧化石墨
分散液。
5、将上述分散液静置2 h，分层，去除上清液后，加入一定量的去离子水，过滤，得到黄褐色滤饼。用5000 mL稀盐酸(10%)将滤饼洗涤2次后，再分散于5000 mL去离子水中，过滤，用大量去离子水洗涤至溶液中无氯离子(可用AgN03溶液检测)，且接近中性。然后将剩余固体产物在60 ℃的真空干燥箱中干燥24 h，研磨过筛后得到的氧化石墨。
石墨烯的制备
用低温冷却循环泵在一定温度下将高纯氨在密封容器中液化，加入一定量干燥的氧化石墨用超声细胞粉碎机超声剥离1h，将一定量的金属铿放入液氨中，溶液变成蓝色，继续保持超声30 min溶液变黑，停止冷却自然升温使液氨挥发，向得到的黑色固体中加入乙醇超声分散，过滤用去离子水洗涤至中性，真空60℃干燥12h，得到黑色的石墨烯。在其他实验条件相同的条件下，将铿用金属钠和金属钾代替，得到对应的碱金属还原的石墨烯。
小结:采用液氨作为溶剂超声剥离氧化石墨，利用液氨一碱金属强还原性，碱金属进一步插层剥离氧化石墨同时将其还原。实验结果表明，低温的还原体系有效避免了热还原过程中重新团聚的产生，从透射电镜观察得到的石墨烯片层厚度在2-5 nm，红外和XPS证实大部分含氧基团被去除。
电化学法制备石墨烯及其导电特性
Ｖｏｌ＿３３ ２０１２年８月 高等学校化学学报
ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＥＳＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ Ｎｏ．８ １８０４～１８０８
电化学法制备石墨烯及其导电特性
朱龙秀，李英芝，赵昕，张清华
（东华大学材料科学与工程学院，纤维材料改性国家重点实验室，上海２０００５１）
摘要采用电化学方法将石墨层电解剥离，得到分散于电解质溶液的结构较为完整的石墨烯．用透射电子 显微镜和拉曼光谱分析了石墨烯的形貌和结构，利用四探针法测定了石墨烯导电特性．实验数据和理论拟 合结果表明，当１００ Ｋ＜ ＜２００ Ｋ时，石墨烯中载流子的传导服从二维的变程跳跃（ＶＲＨ）模型；当 ２００ Ｋ＜Ｔ＜５００ Ｋ时，载流子从费米能级以下的能量状态被激发到迁移率边以上的能级，具有导电性，服从热 激活（ＴＡ）模型． 关键词石墨烯；电化学法；电导率 中图分类号０６４６ 文献标识码Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５１－０７９０．２０１２．０８．０３１
２００４年Ｇｅｉｍ等 发现石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ，又称单层石墨或二维石墨）是一种由ｓｐ 杂化碳原子组 成的六角形蜂窝状二维材料．石墨烯具有非常高的比表面积（～２６３０ ｍ ／ｇ）、电子迁移率［～２０００００ ＣｌＴＩ ／（Ｖ・Ｓ）］、杨氏模量（～１０００ ＧＰａ）和热导性［一５０００ Ｗ／（ｍ・Ｋ）］，引起了人们的极大兴趣 Ｊ．
其在电学方面的优异性能使其在纳米导电复合材料、纳米电子器件、场效应晶体管、超级电容器及电 池等方面具有广泛的应用前景 Ｊ．因此，高质量高导电性能石墨烯的制备是石墨烯实际应用的关键
问题之一． 通过氧化还原法 可以大批量地制备石墨烯，但是氧化石墨烯（ＧＯ）的制备过程会在其表层生 成大量的含氧官能团，破坏了石墨烯的结构，导致导电性能下降 ．液相剥离法－ｌ。。因其方法简单成为
近几年研究的热点，但石墨的膨胀程度和超声功率与时间等较难控制，对大规模制备石墨烯有较大难 度．因此，寻求一种绿色简单且易重复操作的方法是目前石墨烯研究的热点之一．Ｌｉｕ等¨ 以离子液
石墨烯制备方法
石墨烯制备方法
石墨烯是由碳原子层层叠加成的二维单层晶体结构，具有优异的导电、热传导、机械强度等性质，引起了广泛的研究兴趣和应用前景。本文将介绍十种常见的石墨烯制备方法，并对其具体原理、优缺点、适用范围等方面进行详细描述。
1. 机械剥离法
机械剥离法是最早被用于制备石墨烯的方法之一。其基本原理是利用粘性较小的胶带或其它材料粘取石墨材料，通过不断剥离得到具有单层结构的石墨烯。该方法操作简单，无需复杂的仪器设备，但其制备的单层石墨烯规模较小，不利于大规模应用。
2. 化学剥离法
化学剥离法是利用氧化剂将多层石墨氧化成石墨烯氧化物，再通过还原剂将其还原成石墨烯的方法。此方法实现了石墨烯的大规模制备，但其过程中需要使用腐蚀性氧化剂和还原剂，对环境及操作人员都有一定的危害。
3. CVD法
化学气相沉积(CVD)法是目前最为常用的石墨烯制备方法之一。其原理是在铜、镍等金属基底表面上通过热解碳源气体，使其在金属表面上形成石墨烯。该法的优点是可实现大面积石墨烯制备，操作相对简单，但需要高温反应，生产成本相对较高。
4. 红外激光还原法
红外激光还原法是通过用红外激光照射氧化石墨烯氧化物，使其还原成石墨烯的方法。该方法可以在常温下进行，不需要高温反应，具有高效、快速的优点。该方法难以控制石墨烯的尺寸和形态，需要对反应中氧化剂等物质进行处理。
5. 化学气相沉积-石墨烯转移法
化学气相沉积-石墨烯转移法是将通过CVD法制备的石墨烯在聚丙烯酰胺凝胶表面进行生长，再将其转移到其它基底表面的方法。该方法可以实现制备大规模、高质量的石墨烯，但转移过程中容易产生褶皱、损伤等问题。
6. 氧化还原法
氧化还原法是通过对石墨进行氧化处理，形成氧化石墨烯，再通过还原剂还原成石墨烯的方法。该方法可以制备大面积石墨烯，但氧化过程可能影响石墨烯的性质。
石墨烯的制备方法与应用
石墨烯的制备方法与应用
摘要: 石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。本文介绍了近几年石墨烯的研究进展, 包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景等方面的内容。石墨烯由于其特殊的电学、热学、力学等性质以及在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用,引起了科学界新一轮的热潮。
关键字: 石墨烯, 制备, 应用,氧化石墨烯，传感器
石墨烯的定义
石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳米,仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。
石墨烯的结构
完美的石墨烯是二维的, 它只包括六角元胞(等角六边形)。
如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石墨烯的缺陷。如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲; 12个五角元胞的会形成富勒烯。碳纳米管也被认为是卷成圆桶的石墨烯;
可见，石墨烯是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元。 单原子层石墨晶体薄膜。
每个原胞中两个碳原子，每个原子与最相邻三个碳原子形成三个σ键。
每个碳原子贡献一个多余p电子，垂直于graphene平面，形成未成键的π电子——良好的导电性。
石墨烯的性能
最薄——只有一个原子厚
强度最高—— 美国哥伦比亚大学的专家为了测试石墨烯的强度，先在一块硅晶体板上钻出一些直径一微米的孔，每个小孔上放置一个完好的石墨烯样本，然后用一个带有金刚石探头的工具对样本施加压力。结果显示，在石墨烯样品微粒开始断裂前，每100纳米距离上可承受的最大压力为2．9 微牛左右。按这个结果测算，要使1 米长的石墨烯断裂，需要施加相当于55 牛顿的压力，也就是说，用石墨烯制成的包装袋应该可以承受大约两吨的重量。
水性石墨烯导电油墨——作业指导书
深圳市前海展旺新能源科技有限公司 文件编号:
制定日期: 2019-09-01
文件类型 支援文件 制定部门 工程部 版 次: A0
文件名称 水性石墨烯导电油墨生产作业指导书 页 次: 第 1 页/共 5 页
版本 修订内容描述 修订日期 制定人 审核人 批准人
A0 初次发行 2019-09-01 曾凡聪
制定人/日期 审核人/日期 批准人/日期 文件发行章
深圳市前海展旺新能源科技有限公司 文件编号:
制定日期: 2019-09-01
文件类型 支援文件 制定部门 工程部 版 次: A0
文件名称 水性石墨烯导电油墨生产作业指导书 页 次: 第 2 页/共 5 页
核准/日期： 审核/日期： 制定/日期： 1 目的
规范水性石墨烯导电油墨的生产操作规程，保障生产工作的正常进行，保证产品质量。
2 适用范围
水性石墨烯导电油墨生产工艺全过程。
3 工艺流程
水性树脂去离子水石墨烯粉体超导炭黑助剂组合物混合液高速分散机导电黑浆砂磨机系统真空分散机未增稠水性石墨烯导电油墨增稠剂水性石墨烯导电油墨半成品真空分散机水性石墨烯导电油墨真空捏合机
4 操作流程
4.1 制备组合物混合液（工序号001）
1）按水性石墨烯导电油墨配方表分别称取相应质量的原材料，备用。
2）将水性树脂、去离子水依次加入高速分散机的搅拌罐中，启动高速分散机，将其转速设置为200rpm，然后将相应助剂加入搅拌罐中，将分散机转速设置为400rpm，搅拌分散5-10min；再依次缓慢加入石墨烯粉体、超导炭黑粉体，然后将分散机转速设置为1500rpm，搅拌分散1h，即得到组合物混合液，并将制备的组合物混合液倒入塑料桶中存放。
4.2 制备导电黑浆（工序号002）
1）称量15kg组合物混合液加入砂磨机系统的搅拌缸A中。
2）检查砂磨机系统是否正常，打开冷水机电源开关，启动冷水机，将冷却循环水温度设置为10℃。
石墨烯导电油墨
石墨烯导电油墨
石墨烯导电油墨是一种新型的导电材料，它由石墨烯和一定比例的有机溶剂、表面活性剂等组成。石墨烯是一种单层碳原子构成的二维晶体，在导电性和力学性能上具有优异的特性，因此被广泛应用于导电油墨、电子元件制造等领域。
石墨烯导电油墨有着多种优势。首先，它具有优异的导电性，能够实现高比例的碳黑替代，从而提高油墨的成本效益。其次，石墨烯导电油墨具有优异的耐久性和稳定性，可以保证印刷品的长期效果。此外，这种油墨具有良好的适应能力，可以适用于不同类型的材料表面。
由于石墨烯导电油墨具有上述优点，因此在很多领域得到广泛应用。它可以用于印刷电子线路和触摸屏等元件，同时还可以应用于柔性电子和可穿戴设备的制造中。随着人们对于电子产品多样化需求的不断增加，石墨烯导电油墨的应用前景将会越来越好。
当然，石墨烯导电油墨的应用还面临一些挑战。目前石墨烯的生产成本还比较高，而石墨烯导电油墨的价格也相对较高，使得它在一些大规模应用上受到限制。此外，石墨烯的处理和应用还需要专业的技术支持，缺乏专业技术人才的领域也在应用上有些不足。这些问题需要通过技术创新和人才培养来解决。
总的来说，石墨烯导电油墨是一种非常有前景的新材料，在电子制造领域有着广泛的应用。通过不断的技术创新和人才培养，相信石墨烯导电油墨的应用前景将越来越好。
石墨烯喷涂工艺
石墨烯喷涂工艺
石墨烯作为一种新型的二维材料，具有出色的导电性、导热性和力学性能，被广泛认为是未来科技领域的重要材料之一。石墨烯的制备方法有很多，其中喷涂工艺是一种简单、高效且成本较低的方法。本文将介绍石墨烯喷涂工艺的原理、特点以及应用前景。
一、石墨烯喷涂工艺的原理
石墨烯的喷涂工艺是利用喷涂技术将石墨烯溶液均匀地喷涂在基底材料上，形成石墨烯薄膜。其原理主要包括以下几个步骤：
1. 制备石墨烯溶液：将石墨烯粉末与溶剂进行混合，通过超声处理等方法使石墨烯充分分散在溶液中，形成石墨烯溶液。
2. 喷涂石墨烯溶液：将石墨烯溶液注入喷涂设备，通过喷嘴将溶液均匀喷涂在待涂覆的基底材料上。
3. 溶剂挥发和石墨烯薄膜形成：喷涂后的石墨烯溶液中的溶剂会逐渐挥发，使得石墨烯在基底材料上形成连续的薄膜。
二、石墨烯喷涂工艺的特点
石墨烯喷涂工艺相比于其他石墨烯制备方法具有以下特点：
1. 简单高效：石墨烯喷涂工艺不需要复杂的设备和高温高压条件，操作简单、方便，且制备效率高。
2. 成本较低：相比于其他石墨烯制备方法，石墨烯喷涂工艺所需的设备成本和原材料成本较低，适用于大规模生产。
3. 可控性好：通过调节喷涂参数，如喷涂速度、浓度等，可以控制石墨烯薄膜的厚度和质量，满足不同应用需求。
4. 适用性广：石墨烯喷涂工艺适用于多种基底材料，如玻璃、聚合物、金属等，具有广泛的应用前景。
三、石墨烯喷涂工艺的应用前景
石墨烯喷涂工艺在各个领域具有广泛的应用前景。以下列举几个常见的应用领域：
1. 电子器件：石墨烯薄膜具有优异的导电性能，可用于制备柔性电子器件，如柔性显示器、柔性太阳能电池等。
2. 传感器：石墨烯薄膜能够对环境中的温度、湿度、压力等参数进行高灵敏度的检测，可应用于传感器领域。
3. 超级电容器：石墨烯具有高比表面积和良好的电荷传输性能，可用于制备高性能的超级电容器。
4. 防腐涂层：石墨烯薄膜具有优异的化学稳定性和防腐蚀性能，可用于制备防腐涂层，保护金属表面不受腐蚀。