石墨烯/纳米银复合材料的制备、结构及导电性

发布时间：2024-04-21 01:04

　　石墨烯具有极高的电子迁移率、优异的导热性;银为自然界导电性最好的金属,同时纳米银具有特殊的电子结构和巨大的比表面积。二者独特的性质使得石墨烯与纳米银复合的材料在导电薄膜、导电纸、低温导电油墨等领域具有重要的应用前景。本论文采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),将不同比例的GO和硝酸银混合,采用水合肼一步还原制备石墨烯/银(RGO/Ag)复合材料,研究构成和热处理工艺对其导电性的影响。结果表明,Ag基本以类似球形与还原氧化石墨烯(RGO)复合。RGO/Ag复合材料的导电性与其构成有很大关系,只有当GO加入量小于50 wt%时,Ag含量的提高和热处理工艺的优化可以明显改善复合材料的导电性,其中,GO加入量为16 wt%的RGO/Ag片方阻值可达到8 mΩ/□;当GO加入量高于50 wt%时,复合材料导电性与RGO导电性接近,受银含量的提高和热处理工艺优化的影响较小。本论文以柠檬酸银作为前驱体,1,2-丙二胺作为络合剂,树脂A作为粘结剂,司班85作为分散剂,RGO和单层石墨烯JCG-1-2.6分别作为功能相,制备石墨烯/柠檬酸银油墨,并深入研究了粘结剂含量、柠檬酸银含量、石墨烯含...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 石墨烯简介
    1.3 石墨烯/银复合材料的研究概况
        1.3.1 自组装法制备石墨烯/银复合材料
        1.3.2 原位还原法制备石墨烯/银复合材料
    1.4 石墨烯/银导电油墨的研究概况
        1.4.1 银导电油墨
        1.4.2 石墨烯导电油墨
        1.4.3 石墨烯/银导电油墨
    1.5 本文的研究思路
第二章 石墨烯/银复合材料的原位制备、微结构及其导电性能
    2.1 前言
    2.2 药品与仪器
    2.3 材料的制备
        2.3.1 氧化石墨烯的制备
        2.3.2 石墨烯/银复合材料的制备
    2.4 表征方法
        2.4.1 X射线衍射
        2.4.2 紫外-可见光谱
        2.4.3 傅里叶变换红外光谱
        2.4.4 拉曼光谱
        2.4.5 X射线光电子能谱
        2.4.6 扫描电子显微镜
        2.4.7 透射电子显微镜
        2.4.8 热重分析
        2.4.9 差示扫描量热分析
        2.4.10 导电性能
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 氧化石墨烯的表征
        2.5.2 石墨烯/银复合材料的表征
            2.5.2.1 UV-vis分析
            2.5.2.2 XRD分析
            2.5.2.3 FT-IR分析
            2.5.2.4 XPS分析
            2.5.2.5 Raman分析
            2.5.2.6 TGA分析
            2.5.2.7 SEM分析
        2.5.3 石墨烯/银复合材料的导电性能
        2.5.4 热处理温度对石墨烯/银复合材料的导电性能影响
    2.6 本章小结
第三章 石墨烯/柠檬酸银油墨的制备和配方设计
    3.1 前言
    3.2 药品与仪器
    3.3 材料制备
        3.3.1 柠檬酸银的制备
        3.3.2 基材的处理
        3.3.3 柠檬酸银络合溶液的制备
        3.3.4 粘结剂体系的制备
        3.3.5 石墨烯/柠檬酸银油墨的制备
    3.4 表征方法
        3.4.1 傅里叶变换红外光谱
        3.4.2 热重分析
        3.4.3 X射线衍射
        3.4.4 涂膜的粘附性
        3.4.5 导电性能
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 柠檬酸银的制备和表征
        3.5.2 柠檬酸银络合机理
        3.5.3 有机胺对柠檬酸银溶解能力和成膜性能的影响
        3.5.4 粘结剂和分散剂的选择
        3.5.5 粘结剂含量对石墨烯/柠檬酸银油墨性能的影响
        3.5.6 柠檬酸银含量对石墨烯/柠檬酸银油墨性能的影响
        3.5.7 石墨烯含量对石墨烯/柠檬酸银油墨性能的影响
    3.6 本章小结
第四章 石墨烯/柠檬酸银油墨的烧结、微结构和导电机理
    4.1 前言
    4.2 药品与仪器
    4.3 实验过程
        4.3.1 基材的处理
        4.3.2 石墨烯/柠檬酸银油墨的制备
        4.3.3 导电薄膜的制备
    4.4 表征方法
        4.4.1 扫描电子显微镜
        4.4.2 油墨稳定性
        4.4.3 导电性能
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 导电油墨的状态和稳定性
        4.5.2 烧结工艺对石墨烯/柠檬酸银油墨导电性能的影响
        4.5.3 不同烧结工艺处理的石墨烯/柠檬酸银油墨的形貌
        4.5.4 薄膜厚度对石墨烯/柠檬酸银油墨导电性能的影响
        4.5.5 导电油墨导电通路形成机理分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3960186