[發(fā)明專利]一種鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨的制備方法及導(dǎo)電油墨和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010296754.1
• 申請日: 2020-04-15
• 公開（公告）號: CN111423769B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳立剛;葉德林;胡柱東;彭令;曾垂彬;孔金波;劉秋明;馬宇飛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東康烯科技有限公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/03;C09D11/30;C09D11/38;C09D11/107;C09D11/14;C01B32/184;H05B3/14
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本發(fā)明提供了一種鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨的制備方法，按重量份計，包括以下步驟：制備氧化石墨烯丙酮分散液、制備鈀量子點摻雜石墨烯分散液、制備鈀量子點摻雜石墨烯?炭黑色漿、制備樹脂漿體、制備鈀量子點摻雜石墨烯基混合液、制備鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨。本發(fā)明鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨制備的石墨烯導(dǎo)電薄膜具有相當(dāng)?shù)娜嵝浴㈨g性、硬度以及粘附力，能夠印刷于多種基材上，還具有耐高溫、使用壽命長等特點。本發(fā)明還提供了一種鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨的制備方法以及其在制備石墨烯導(dǎo)電膜上的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨的制備方法，本發(fā)明還涉及由該鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨的制備方法制備的石墨烯導(dǎo)電油墨，本發(fā)明還涉及石墨烯導(dǎo)電油墨在電加熱設(shè)備上的應(yīng)用，具體涉及在制備石墨烯導(dǎo)電膜上的應(yīng)用。

背景技術(shù)

石墨烯是一種由碳原子通過sp2雜化軌道形成六角形呈蜂巢晶格結(jié)構(gòu)且只有一層碳原子厚度的二維納米材料。石墨烯的獨(dú)特結(jié)構(gòu)賦予其眾多優(yōu)異特性，如高理論比表面積(2630m²/g)、超高電子遷移率(～200000cm²/v.s)、高熱導(dǎo)率(5000W/m.K)、高楊氏模量(1.0TPa)和高透光率(～97.7％)等。憑其結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢，石墨烯在能源存儲與轉(zhuǎn)換器件、納米電子器件、多功能傳感器、柔性可穿戴電子、電磁屏蔽、防腐等領(lǐng)域均有巨大應(yīng)用前景。鑒于石墨烯的柔性和導(dǎo)電特性，將石墨烯漿體加入到油墨中制備出一種導(dǎo)電油墨，進(jìn)一步通過油墨噴涂、干燥制備成石墨烯發(fā)熱層，制成石墨烯發(fā)熱體，具有生產(chǎn)過程快速、用料省、成本低等特點。

隨著人們對美好和健康生活的向往，改進(jìn)傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)，尋找更加經(jīng)濟(jì)、清潔的替代能源，發(fā)展新型的綠色低碳供暖系統(tǒng)刻不容緩。基于石墨烯紅外發(fā)射性能的電加熱取暖技術(shù)即石墨烯基紅外發(fā)熱油墨及其紅外發(fā)熱體技術(shù)為解決上述問題提供了行之有效的解決方案。與傳統(tǒng)的燃煤、蒸汽、熱風(fēng)和電阻等取暖方法相比，石墨烯加熱具有加熱速度快、電-熱轉(zhuǎn)化率高、自動控溫、分區(qū)控制、加熱穩(wěn)定、加熱過程無異響、運(yùn)行費(fèi)用低、加熱相對均勻、占地面積小、投資與生產(chǎn)費(fèi)用低、使用壽命長和工作效率高等諸多優(yōu)點，更有利于推廣應(yīng)用。用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱，其節(jié)電效果尤其顯著，一般可節(jié)電30％左右，個別場合甚至可達(dá)60％～70％。

石墨烯紅外加熱壁畫、壁紙、地板等器件中最為核心的部分即為石墨烯加熱板/功能層。現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過將石墨烯制成石墨烯漿料、油墨或涂料，再通過印刷方式制備成石墨烯發(fā)熱涂層等。但這些方式制備石墨烯加熱板/功能層存在厚度可控性差、方阻太大難以實際應(yīng)用、石墨烯發(fā)熱層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、長期使用容易脆裂、可選用印刷基材單一、產(chǎn)熱不均勻等問題，導(dǎo)致現(xiàn)有的石墨烯基導(dǎo)電油墨加熱層使用壽命短、不適宜長期使用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨的制備方法，通過該方法能夠制備出一種鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨，以解決現(xiàn)有制備油墨的技術(shù)存在的油墨制備工藝復(fù)雜、難以控制，制備出的油墨穩(wěn)定性差，印刷出的導(dǎo)電油墨印刷層易老化變質(zhì)、長期使用引起“脆變”且發(fā)熱不均勻等問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種鈀量子點摻雜石墨烯基導(dǎo)電油墨的制備方法，按重量份計，包括以下步驟：

制備氧化石墨烯丙酮分散液：提供石墨粉，采用改性的Hummers法制備氧化石墨烯，經(jīng)離心、丙酮重懸制得氧化石墨烯丙酮分散液；

制備鈀量子點摻雜石墨烯分散液：向氧化石墨烯丙酮分散液中添加雜多酸，攪拌混勻后離心收集第一沉淀物并干燥，第一沉淀物用丙酮重懸并加入乙酰丙酮鈀，再次攪拌混勻后離心收集第二沉淀物并干燥，將第二沉淀物置于氫氣環(huán)境進(jìn)行還原制得鈀量子點摻雜石墨烯，乙醇重懸制得鈀量子點摻雜石墨烯分散液；

制備鈀量子點摻雜石墨烯-炭黑色漿：取50～250份第一分散劑并攪拌，向第一分散劑中緩慢加入15～40份鈀量子點摻雜石墨烯分散液及5～25份導(dǎo)電炭黑，得到鈀量子點摻雜石墨烯-炭黑色漿；