一种金包银-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的制作方法
【专利摘要】本发明公开了属于电子印刷材料【技术领域】的一种金包银-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。本发明配制的金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；所述墨水活性组分为石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物，或氧化石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物；所述墨水活性组分的质量分数为0.1％-30％，金包银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比≤100，添加剂的体积为溶剂的0-2％；所述石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2μm。与现有技术相比，采用本发明制备的金包银-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和稳定性的电极，可应用在电子印刷材料【技术领域】。
【专利说明】一种金包银-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】
[0001]本发明属于电子印刷材料【技术领域】，具体来说，涉及一种金包银-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。
【背景技术】
[0002]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底材料的兼容性好等优点，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系统领域方面。虽然在制作电极方面，已有不同金属材料被制备成溶液，但是由于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的时间进行降解，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。
[0003]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，目如文献报道的石墨稀喂'墨打印图案的导电性能有待提尚。最近，有研宄人员将石墨稀和金属材料相结合以提高材料的电导率。也有文献报道将氧化石墨烯与银纳米颗粒复合进行喷墨打印，但是银易被氧化，所以氧化石墨烯与银的复合型墨水有局限性。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明将稳定性更好且不易被氧化的金纳米层包覆在纳米银表面，配制得到金包银-石墨烯基水性墨水，以及将其喷墨打印得到透明的图案化导电电极以期达到保持导电性，提高稳定性和抗氧化性的目的。
[0005]本发明所述的金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；所述墨水活性组分为石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物，或氧化石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物；所述墨水活性组分的质量分数为0.1% -30%，金包银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比? 100，添加剂的体积为溶剂的0-2% ；所述石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2 V爪。
[0006]所述石墨稀或氧化石墨稀为液相剥离法制得。
[0007]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
[0008]所述添加剂为浓度0.1-20被％的聚乙烯吡咯烷酮溶液。
[0009]所述金包银纳米颗粒的粒径小于500=%且具有单分散性，所述的金包银纳米颗粒的形貌为多面体状、片状、棒状、针状或球状。
[0010]所述的多面体状金包银纳米颗粒的制备方法为:1)将体积比为0.5-10的1-20被％的羧化物溶液和1-20被％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，得到混合溶液八；2)将体积比为1-100的0.01-111111101/1的抗坏血酸溶液和0.5-50 1111101/1的碘化钾溶液，加入到体积为抗坏血酸溶液100-1000倍的60-1001:的水中，搅拌均匀，得到混合溶液8 ；3〉加热使混合溶液8沸腾后，将混合溶液八注入到混合溶液8中，混合溶液八与混合溶液8的体积比为1:1-1:100，均匀搅拌，使黄色反应溶液在1001:保持反应后，得到粗品，经水和无水乙醇洗涤后，采用离心收集，得到单分散性多面体状银纳米颗粒⑷将0.14-54质量分数为0.1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液注入到0.01-1000 单分散性多面体状银纳米颗粒中，然后加入10-500 VI的乙胺、二乙胺、或三乙胺，再加入10-2000 VI浓度为0.1-21的维生素0，得到溶液；5〉将0.01-34质量浓度为0.1% -5 %的聚乙烯吡咯烷酮溶液、1-200 V I浓度为0.011-11的碘化钾溶液与1-200 V I浓度为0.011-11的氯金酸溶液混合到0.1-1001水中得到溶液0出)将溶液0缓慢加入快速搅拌的溶液0中，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，离心收集，即得到单分散性多面体状金包银纳米颗粒。
[0011]所述片状金包银纳米颗粒的制备方法为:1)将体积比为0.5-10的0.001-1^01/I的羧化物溶液和0.001-111101/1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5-35被%的过氧化氢溶液，再注入体积为硝酸银溶液1-20倍的0.01-111101/1的硼氢化钠溶液，5111111-611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0.1-10%，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1-5%，抗坏血酸的浓度为0.1-2001/1，最后再加入体积为前驱物分散液0.01-0.2倍的1-1000臟0171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1-1000.01/1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1-100011111101/1的羧化物溶液和1-1000^01/1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，采用离心收集，得到单分散性片状银纳米颗粒；幻将0.质量分数为0.1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液注入到0.01-1000 单分散性片状银纳米颗粒中，然后加入10-500 V [的乙胺、二乙胺、或三乙胺，再加入10-2000 V [浓度为0.1-21的维生素0，得到溶液^5)将1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液、1-200 VI浓度为0.011-11的碘化钾溶液与1-200 浓度为0.011-11的氯金酸溶液混合到0.1-1001水中得到溶液8 ^6)将溶液8缓慢加入快速搅拌的溶液八中，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，离心收集，即得到单分散性片状金包银纳米颗粒。
[0012]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。
[0013]上述的金包银-石墨稀基水性墨水的制备方法为:将石墨稀与金包银纳米颗粒、或者氧化石墨烯与金包银纳米颗粒分散在溶剂和添加剂中，超声5-=-24^然后用滤膜孔径为0.5-2 V！！！的过滤器将杂质滤除。
[0014]采用上述的金包银-石墨稀基水性墨水喷墨打印透明的图案化导电电极。
[0015]所述的喷墨打印透明的图案化导电电极的方法为:将金包银-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0-601:；将喷墨打印后的打印基底，放入装有1-104还原性物质的真空干燥器中，抽真空至真空表压读数彡-0.1兆帕，然后加热到70-1501，经过0.5-241！，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。
[0016]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。
[0017]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。首先本发明采用金包银的手段，很大程度上克服了银在空气中易氧化的缺点。其次，本发明将金包银纳米材料与石墨烯基材料复合，单分散的金包银纳米材料自组装在氧化石墨烯或石墨稀上，打印过程中通过1^11^1180111流动抑制了其中的咖啡环效应，有效的获得了预期的图案，同前人的相关报道相比，金包银-石墨烯基图案显示了出色的透明性。与现有技术相比，采用本发明所述的水性金包银-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。并且可以获得具有较好的导电性和稳定性的电极，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。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为实施例1制备的单分散性片状金包银纳米颗粒的1刚谱图；
[0019]图2为实施例1金包银纳米三角片沿着两条边中点连线的元素线分布谱图；
[0020]图3为实施例1单分散性片状金包银纳米颗粒自组装在氧化石墨烯表面的谱图；
[0021]图4为实施例1单分散性片状银纳米颗粒-氧化石墨烯制成的墨水；
[0022]图5实施例1制备的金包银-石墨烯基水性墨水打印的图案。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体的实施例对本发明所述的水性银-石墨烯基墨水材料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。
[0024]实施例1
[0025]金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分和溶剂；墨水活性组分的质量占总质量的2.4%，由质量比为0.5的氧化石墨烯与片状金包银纳米颗粒组成；溶剂为水。
[0026]氧化石墨稀的合成:采用改良的讯1臟61~法制备得到的氧化石墨稀为金黄色的产物；产物用超声波破碎机在2001处理2小时，之后通过1 VI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。
[0027]片状金包银纳米颗粒的合成:将100 “的0.111101/1的柠檬酸钠溶液和45 “的0.111101/1的硝酸银溶液溶解在50此的水中，再加入100 ^ [的30被％的过氧化氢溶液，大力搅拌，再注入2500 V I的0.111101/1的冰的硼氢化钠，30111111后将样品进行离心分离，用水和乙醇洗涤多次后，干燥，得到样品前驱物；把所有样品前驱物分散在5此水中，之后加入0.11111的5界七％的？乂？和0.11111的0.511101/1的抗坏血酸，然后慢慢加入0.61111的0.111101/1的硝酸银，慢慢搅拌；再加入300 V [的0.111101/1的柠檬酸钠，然后缓慢加入含有60 V I的0.111101/1的硝酸银和900 的0.1^1/1的柠檬酸钠混合液。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，干燥，得到单分散性片状银纳米颗粒。将1此的聚乙烯吡咯烷酮(50% )注入到制备得到的单分散性片状银纳米颗粒，加入50 V [的三乙胺，再加入500 V [维生素(:(11)，得到溶液匕将0.81111聚乙烯吡咯烷酮(2^% ),200 ^1碘化钾(0.11)与50仏氯金酸(0.11)混合到3^1水中得到溶液0。将溶液0缓慢加入快速搅拌的溶液中。反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，采用离心收集，即可以得到单分散性片状金包银纳米颗粒。
[0028]从图1、图2可以看出合成了金包银的纳米三角片，并且这种三角片与氧化石墨烯复合后是自组装在氧化石墨烯表面，见图3。
[0029]墨水的制备:将墨水活性组分采用111的超声分散在墨水溶剂中，然后用滤膜孔径为0.8 VIII的过滤器将杂质滤除。墨水图片见图4。
[0030]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401:；将喷墨打印后的打印基底，放入150111111尺寸真空干燥器中，并放入装有5！！^碘化钾的小烧杯，打开机械泵，抽真空至1000帕关掉机械泵，然后加热到901，经过3匕取出。结果发现，用单分散性银纳米三角片-氧化石墨烯制成的墨水可用于喷墨印刷，得到具有高透明性的图案。喷墨打印图案见图5。
[0031]实施例2
[0032]金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分和溶剂；墨水活性组分的质量占总质量的4.5%，由质量比为0.2的氧化石墨烯与金包银纳米颗粒组成；墨水溶剂为体积浓度20%的丙酮溶液。
[0033]氧化石墨稀的合成:采用改良的讯1臟61~法制备得到的氧化石墨稀为金黄色的产物；产物用超声波破碎机在2001处理2小时，之后通过1 VI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。
[0034]金包银纳米颗粒的合成:将100 的10被％柠檬酸钠溶液和50 的10被%的硝酸银溶液加入到1此水中，在室温下搅拌至颜色从白色到无色，得到混合溶液八；将49 V I的0.111101/1的抗坏血酸和49 V I的511111101/1的碘化钾混合，加入到体积为抗坏血酸溶液1000倍的801:的水中，搅拌均匀，得到混合溶液8 ；将混合溶液八注入到混合溶液8中，均匀搅拌，使黄色的反应溶液在1001:保持1卜，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。将0.5.111的聚乙烯吡咯烷酮(5^%)注入制备得到的单分散性多面体状银纳米颗粒，加入20 V I的乙胺，再加入200 V I维生素0 (0.51)，得到溶液匕将0.41111聚乙烯吡咯烷酮(5被% ),100^1碘化钾(0.21)与30 1x1氯金酸(0.31)混合到1.2^1水中得到溶液0。将溶液0缓慢加入快速搅拌的溶液0中。反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，采用离心收集，即可以得到单分散性多面体状金包银纳米颗粒。
[0035]墨水的制备:将墨水活性组分采用111的超声分散在墨水溶剂中，然后用滤膜孔径为2 VIII的过滤器将杂质滤除。
[0036]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401:；将喷墨打印后的打印基底，放入150皿尺寸真空干燥器中，并放入装有2111[浓氨水的小烧杯，打开机械泵，抽真空至1000帕，然后加热到901:，经过3匕取出。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，得到具有高透明性的图案。
[0037]实施例3
[0038]金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；墨水活性组分的质量占总质量的10%，由质量比为0.15的液相剥离法获得的石墨烯与金包银纳米颗粒组成；墨水溶剂为301:时乙酸乙酯饱和水溶液；添加剂为浓度为5被％聚乙烯吡咯烷酬洛液，占墨水总体积的1 %。
[0039]金包银纳米颗粒的合成:将100 V [的10被％酒石酸溶液和50 “的10被％的硝酸银溶液加入到1此水中，在室温下搅拌至颜色从白色到无色，得到混合溶液六；将49“的0.111101/1的抗坏血酸和49 V I的511111101/1的碘化钾混合，加入到体积为抗坏血酸溶液1000倍的801:的水中，搅拌均匀，得到混合溶液8 ；将混合溶液八注入到混合溶液8中，均匀搅拌，使黄色的反应溶液在1001:保持1卜，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。将5此的聚乙烯吡咯烷酮(0.1^% )注入制备得到的单分散性多面体状银纳米颗粒，加入10 V [的二乙胺，再加入2000 V I维生素(:(0.11)，得到溶液匕将3^1聚乙烯吡咯烷酮(0.1^% )、200 V I碘化钾(0.011)与200仏氯金酸(0.011)混合到10^1水中得到溶液0。将溶液0缓慢加入快速搅拌的溶液￠:中。反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，采用离心收集，即可以得到单分散性多面体状金包银纳米颗粒。
[0040]墨水的制备:将墨水活性组分采用21！的超声分散在墨水溶剂和添加剂中，然后用滤膜孔径为1 VIII的过滤器将杂质滤除。
[0041〕 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401:；将喷墨打印后的打印基底，放入150皿尺寸真空干燥器中，并放入装有加[水合肼的小烧杯，打开机械泵，抽真空至1000帕关掉机械泵，然后加热到1101，经过3匕取出，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，得到具有高透明性的图案。
[0042]实施例4
[0043]金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；墨水活性组分的质量占总质量的16%，由质量比为1.5的液相剥离法获得的石墨烯与金包银纳米颗粒组成；墨水溶剂为水；添加剂为浓度为10被％聚乙烯吡咯烷酮溶液，占墨水总体积的0.
[0044]金包银纳米颗粒的合成:将200 111的10被％酒石酸溶液和80 “的10被％的硝酸银溶液加入到1.501水中，在室温下搅拌至颜色从白色到无色，得到混合溶液八；将80 V [的0.111101/1的抗坏血酸和80 V [的5^01/1的碘化钾混合，加入到体积为抗坏血酸溶液1000倍的801:的水中，搅拌均匀，得到混合溶液8 ；将混合溶液八注入到混合溶液8中，均匀搅拌，使黄色的反应溶液在1001:保持1卜，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。将5此的聚乙烯吡咯烷酮(0.1^% )注入制备得到的单分散性多面体状银纳米颗粒，加入10 V [的二乙胺，再加入2000 V I维生素(:(0.11)，得到溶液匕将3^1聚乙烯吡咯烷酮(0.1^% )、200 V I碘化钾(0.011)与200仏氯金酸(0.011)混合到10^1水中得到溶液0。将溶液0缓慢加入快速搅拌的溶液￠:中。反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，采用离心收集，即可以得到单分散性多面体状金包银纳米颗粒。
[0045]墨水的制备:将墨水活性组分采用111的超声分散在墨水溶剂和添加剂中，然后用滤膜孔径为1.2 V！！！的过滤器将杂质滤除。
[0046]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401:；将喷墨打印后的打印基底，放入150皿尺寸真空干燥器中，并放入装有1此氢溴酸的小烧杯，打开机械泵，抽真空至1000帕关掉机械泵，然后加热到1101，经过3匕取出，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，得到具有高透明性的图案。
[0047]实施例5
[0048]金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；墨水活性组分的质量占总质量的16%，由质量比为1.5的液相剥离法获得的石墨烯与金包银纳米颗粒组成；墨水溶剂为水；添加剂为浓度为10被％聚乙烯吡咯烷酮溶液，占墨水总体积的0.
[0049]金包银纳米颗粒的合成:将50仏的0.311101/1的柠檬酸钠溶液和45 “的0.111101/1的硝酸银溶液溶解在50此的水中，再加入100 ^ [的30被％的过氧化氢溶液，大力搅拌，再注入2000 V I的0.111101/1的冰的硼氢化钠，30111111后将样品进行离心分离，用水和乙醇洗涤多次后，干燥，得到样品前驱物；把所有样品前驱物分散在5此水中，之后加入0.11111的5界1:%的？乂？和0.11111的0.511101/1的抗坏血酸，然后慢慢加入0.61111的0.111101/I的硝酸银，慢慢搅拌；再加入300 V I的0.111101/1的柠檬酸钠，然后缓慢加入含有60 V I的0.111101/1的硝酸银和900 的0.1^1/1的柠檬酸钠混合液。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，干燥，得到单分散性片状银纳米颗粒。将1此的聚乙烯吡咯烷酮(50% )注入到上述单分散性片状银纳米颗粒，加入50 V I的三乙胺，再加入500 V I维生素0(11)，得到溶液0。将0.81111聚乙烯吡咯烷酮(2^% ),200 ^1碘化钾(0.11)与50仏氯金酸(0.11)混合到3^1水中得到溶液0。将溶液0缓慢加入快速搅拌的溶液中。反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，采用离心收集，即可以得到单分散性片状金包银纳米颗粒。
[0050]墨水的制备:将墨水活性组分和添加剂采用处的超声分散在墨水溶剂中，然后用滤膜孔径为0.8 V！！！的过滤器将杂质滤除。
[0051]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401:；将喷墨打印后的打印基底，放入150皿尺寸真空干燥器中，并放入装有加[氢溴酸的小烧杯，打开机械泵，抽真空至1000帕关掉机械泵，然后加热到1101，经过3匕取出。结果发现，得到具有高透明性的图案。
[0052]实施例6
[0053]金包银-石墨烯基水性墨水的组成包括墨水活性组分和溶剂；墨水活性组分的质量占总质量3.8%，由液相剥离法获得的氧化石墨烯组成；墨水溶剂为水。
[0054]墨水的制备:将墨水活性组分采用处的超声分散在墨水溶剂中，然后用滤膜孔径为0.8 V III的过滤器将杂质滤除。
[0055]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501:；将喷墨打印后的打印基底，放入150皿尺寸真空干燥器中，并放入装有加[氢碘酸的小烧杯，打开机械泵，抽真空至1000帕关掉机械泵，然后加热到1201，经过3匕取出。结果发现，得到具有高透明性的图案。
[0056]与现有技术相比，采用本发明所述的水性金包银-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、后处理温度低的特点，并且可以获得具有较好的透明图案，可应用在电子印刷材料【技术领域】。
【权利要求】
1.一种金包银-石墨烯基水性墨水，其特征在于，其组成包括墨水活性组分、溶剂和添加剂；所述墨水活性组分为石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物，或氧化石墨烯与金包银纳米颗粒的复合物；所述墨水活性组分的质量分数为0.1% -30%，金包银纳米颗粒与石墨烯或氧化石墨烯的质量比< 100，添加剂的体积为溶剂的0-2% ;所述石墨烯和氧化石墨烯的直径小于2 μ m。
2.根据权利要求1所述的金包银-石墨烯基水性墨水，其特征在于，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、乙酸乙醋、乙酸丁酯中的一种或两种，添加的有机溶剂与水的体积比< I。
3.根据权利要求1所述的金包银-石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述添加剂为浓度0.l_20wt%的聚乙烯吡咯烷酮溶液。
4.根据权利要求1所述的金包银-石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述金包银纳米颗粒的粒径小于500nm，且具有单分散性，所述的金包银纳米颗粒的形貌为多面体状、片状、棒状、针状或球状。
5.根据权利要求4所述的金包银-石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述的多面体状金包银纳米颗粒的制备方法为:1)将体积比为0.5-10的浓度为1_20被％的羧化物溶液和浓度为l_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-lmmol/L的抗坏血酸溶液和0.5-50 ymol/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°C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°C保持反应5min-3h后，得到粗品，经水和无水乙醇洗涤后，采用离心收集，得到单分散性多面体状银纳米颗粒；4)将0.lmL-5mL质量分数为0.1% _5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液注入到0.01-1000 μ g单分散性多面体状银纳米颗粒中，然后加入10-500 μ L的乙胺、二乙胺、或三乙胺，再加入10-2000 μ L浓度为0.1-2Μ的维生素C，得到溶液C ;5)将0.01_3mL质量浓度为0.1 % -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液、1-200 μ L浓度为0.01Μ-1Μ的碘化钾溶液与1-200 μ L浓度为0.01Μ-1Μ的氯金酸溶液混合到0.1-1OmL水中得到溶液D ；6)将溶液D缓慢加入快速搅拌的溶液C中，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，离心收集，即得到单分散性多面体状金包银纳米颗粒。
6.根据权利要求4所述的金包银-石墨烯基水性墨水，其特征在于，所述片状金包银纳米颗粒的制备方法为:1)将体积比为0.5-10的0.001-lmol/L的羧化物溶液和0.001-lmol/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5-35?1:%的过氧化氢溶液，再注入体积为硝酸银溶液1-20倍的0.01-lmol/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0.1-10%，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_5%，抗坏血酸的浓度为0.l_2mol/L，最后再加入体积为前驱物分散液0.01-0.2倍的l-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-lOOOmmol/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1-1000臟0171的羧化物溶液和1-1000^01/1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，采用离心收集，得到单分散性片状银纳米颗粒；幻将0.1^-50[质量分数为0.1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液注入到0.01-1000 V 8单分散性片状银纳米颗粒中，然后加入10-500 ^1的乙胺、二乙胺、或三乙胺，再加入10-2000 ^1^^^0.1-21的维生素I得到溶液八；5)将0.01-34质量浓度为0.1% -5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液、1-200 V I浓度为0.011-11的碘化钾溶液与1-200 V I浓度为0.011-11的氯金酸溶液混合到0.1-101水中得到溶液8 ^6)将溶液8缓慢加入快速搅拌的溶液八中，反应产物经水、无水乙醇、丙酮洗涤后，离心收集，即得到单分散性片状金包银纳米颗粒。
7.根据权利要求5或6所述的金包银-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。
8.根据权利要求1所述的金包银-石墨烯基水性墨水的制备方法，其特征在于，其具体操作步骤为:将石墨烯与金包银纳米颗粒、或者氧化石墨烯与金包银纳米颗粒分散在溶剂和添加剂中，超声501=-24^然后用滤膜孔径为0.5-2 的过滤器将杂质滤除。
9.根据权利要求1所述的金包银-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。
10.根据权利要求9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:将金包银-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0-601:；将喷墨打印后的打印基底，放入装有1-10！！^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70-1501:，经过0.5-2处，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。
【文档编号】B41M5/00GK104479456SQ201410809715
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】李立宏, 宋延林, 冉为, 李风煜 申请人:中国科学院化学研究所