[發明專利]多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨及其制備方法

有效

• 申請號: 202011345843.7
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112143289B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 吳立剛;曹達平;馬宇飛;葉德林;李明;李正博;曾垂彬;劉秋明
• 申請（專利權）人: 廣東康烯科技有限公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨的制備方法，包括以下步驟：制備工作電極、制備碳化鈮/氧化石墨材料、制備碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯分散液、制備顆粒物樹脂漿體以及制備碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨。本發明多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨的制備方法解決了現有導電油墨制備后存在的厚度可控性差、產熱不均勻、方阻大、導熱性能一般、紅外線發射率受限、石墨烯發熱涂層柔性差、長期使用易脆裂等問題，形成的導電膜具有表面多孔結構，導電膜的表面紅外線發射量更高，也更利于導電膜的熱量釋放、熱傳導率更高。本發明還提供了一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，具體涉及一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨，本發明還涉及多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨的制備方法。

背景技術

隨著人們對美好和健康生活的向往，改進傳統的供暖系統，尋找更加經濟、清潔的替代能源，發展新型的綠色低碳供暖系統刻不容緩?；谑┘t外發射性能的電加熱取暖技術即石墨烯基紅外發熱油墨及其紅外發熱體技術為解決上述問題提供了行之有效的解決方案。與傳統的燃煤、蒸汽、熱風和電阻等取暖方法相比，石墨烯加熱具有加熱速度快、電-熱轉化率高、自動控溫、分區控制便捷、加熱穩定、加熱過程無異響、運行費用低、加熱相對均勻、占地面積小、投資與生產費用低、使用壽命長和工作效率高等諸多優點，更有利于推廣應用。用它代替傳統加熱，其節電效果尤其顯著，一般可節電30％左右，個別場合甚至可達60％～70％。

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構且只有一層碳原子厚度的二維納米材料。石墨烯的獨特結構賦予其眾多優異特性，如高理論比表面積(2630m²/g)、超高電子遷移率(～200000cm²/v.s)、高熱導率(5300W/m.K)、高楊氏模量(1.0TPa)和高透光率(～97.7％)等。憑其結構和性能優勢，石墨烯在能源存儲與轉換器件、納米電子器件、多功能傳感器、柔性可穿戴電子、電磁屏蔽、防腐等領域均有巨大應用前景。鑒于石墨烯的柔性和導電特性，將石墨烯漿體加入到油墨中制備出一種導電油墨，進一步通過油墨噴涂、干燥制備成石墨烯發熱層，制成石墨烯發熱體，具有生產過程快速、用料省、成本低等特點。

現有技術中，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熱涂層等。但這些方式制備石墨烯發熱涂層存在厚度可控性差、產熱不均勻、方阻大、導熱性能一般、紅外線發射率受限等缺陷，而且現有的石墨烯發熱涂層還存在柔性較差、導電體濃度低、長期使用容易脆裂等問題，導致現有的石墨烯發熱涂層使用壽命短、不適宜長期使用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨的制備方法，本發明還提供了采用前述多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨的制備方法制得的多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨，以解決現有導電油墨存在的厚度可控性差、產熱不均勻、方阻大、導熱性能一般、紅外線發射率受限、石墨烯發熱涂層柔性差、長期使用易脆裂等問題。

第一方面，本發明提供了一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導電油墨的制備方法，包括以下步驟：

制備工作電極：提供石墨粉及鈮碳化鋁粉，將所述石墨粉及鈮碳化鋁粉研磨至200目以上細度，所述石墨粉與鈮碳化鋁粉的質量比為1～8:1，將石墨粉與鈮碳化鋁粉混合后壓制成工作電極；

制備碳化鈮/氧化石墨材料：將所述工作電極固定于電解池中，向電解池中添加電解液以使工作電極浸入電解液，所述電解液為含氟陰離子液體以作為刻蝕劑，將工作電極作為正極并加電壓以使含氟陰離子液體電離產生氟自由基，電解結束后，對電解液離心收集沉淀，制得碳化鈮/氧化石墨材料；