本發(fā)明涉及石墨烯導(dǎo)電油墨、噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路及其制備方法，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)印刷電路的制備方法通常為絲網(wǎng)印刷等，印刷過程復(fù)雜，且廢棄的印刷電路板回收利用困難，制作和廢棄物回收過程中的廢水污染日益嚴(yán)重。隨著印刷電子的快速發(fā)展，噴墨印刷受到了越來越多的關(guān)注。利用導(dǎo)電油墨實(shí)現(xiàn)印刷電路的噴墨打印不僅具有工藝簡單、印刷精度高、導(dǎo)電性能良好等優(yōu)點(diǎn)，而且可以減少印刷電路版制作過程中及廢棄后所帶來的環(huán)境污染。將導(dǎo)電油墨和噴墨印刷技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)制造微電子電路并應(yīng)用于柔性基板上，必將引領(lǐng)導(dǎo)電線路向著高效、無污染、工藝簡單的方向發(fā)展。石墨烯作為近年來的國際研究熱點(diǎn)，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能、力學(xué)性能、抗腐蝕性和抗氧化性。炭黑這種傳統(tǒng)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性能不高，炭黑基導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電性不佳，但其成本低、質(zhì)量輕、性能穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯導(dǎo)電油墨的制備方法，其制備的石墨烯導(dǎo)電油墨導(dǎo)電性和穩(wěn)定性好、能夠?qū)崿F(xiàn)噴墨打印。

本發(fā)明所述的石墨烯導(dǎo)電油墨的制備方法，將炭黑和石墨烯混合后研磨得到復(fù)合導(dǎo)電填料；分別量取10-14mL、28-32mL、28-32mL、49-53mL的乙醇、乙二醇、丙三醇、去離子水混合攪拌得到混合溶劑；把復(fù)合導(dǎo)電填料580-620mg和羧甲基纖維素鈉加入混合溶劑中進(jìn)行超聲處理，然后離心分離，所得上清液即為石墨烯導(dǎo)電油墨；石墨烯占復(fù)合導(dǎo)電填料的質(zhì)量比為1％～30％。

上述的石墨烯導(dǎo)電油墨的制備方法，羧甲基纖維素鈉是復(fù)合導(dǎo)電填料質(zhì)量的40～80％。

上述的石墨烯導(dǎo)電油墨的制備方法，所述石墨烯按下述方法制備：

以天然石墨粉為原料，采用Hummers法制備氧化石墨烯，利用還原劑還原氧化石墨烯，得到還原氧化石墨烯。

采用Hummers法制備氧化石墨烯時(shí)，石墨粉、過硫酸鉀、五氧化二磷、硝酸鈉、高錳酸鉀的質(zhì)量比為3：4：4：1：10。

上述的石墨烯導(dǎo)電油墨的制備方法，制備石墨烯時(shí)，還原劑為維生素C、葡萄糖、果糖。

上述的石墨烯導(dǎo)電油墨的制備方法，所述還原氧化石墨烯時(shí)，還原時(shí)間為2～4h，還原溫度為90℃～95℃，還原劑與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1：10～20。

本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)電性和穩(wěn)定性好、能夠?qū)崿F(xiàn)噴墨打印的石墨烯導(dǎo)電油墨。

本發(fā)明所述的石墨烯導(dǎo)電油墨，其是按照所述的石墨烯導(dǎo)電油墨的制備方法制備而成的。

本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)電性好、能夠卷曲的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路。

本發(fā)明所述的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路，其是按照下述方法制備而成：把石墨烯導(dǎo)電油墨裝入噴墨打印機(jī)，在紙基打印材料上進(jìn)行噴墨打印，得到柔性紙基導(dǎo)電線路。紙基打印材料可以是普通紙、高光相紙、重磅粗面紙或其他類型紙張。

上述的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路，對同一條導(dǎo)電線路的寬度保持不變，反復(fù)多次打印，且打印次數(shù)不超過10次。隨著進(jìn)行重復(fù)打印的次數(shù)增加，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，墨層的厚度增加，墨滴與墨滴之間完全連續(xù)的相互接觸形成電流通路，因此保證了導(dǎo)電線路良好的導(dǎo)電能力。

上述的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路，將噴墨打印后的紙基置于烘箱中，對柔性紙基導(dǎo)電線路進(jìn)行燒結(jié)。

上述的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路，燒結(jié)時(shí)，燒結(jié)溫度為50℃～100℃，燒結(jié)時(shí)間為5～10min。導(dǎo)電油墨燒結(jié)固化前，導(dǎo)電填料在油墨中接觸不緊密，導(dǎo)電性能較差。通過熱燒結(jié)能夠使導(dǎo)電油墨中的溶劑徹底揮發(fā)，導(dǎo)電粒子接觸更為緊密，連接成連續(xù)致密的導(dǎo)電通路。

本發(fā)明采用氧化還原方法，以維生素C、葡萄糖、果糖為還原劑，制備導(dǎo)電性能良好的還原氧化石墨烯，環(huán)境友好性強(qiáng)，適合石墨烯的大規(guī)模生產(chǎn)。將石墨烯與炭黑進(jìn)行復(fù)合，一方面，防止了石墨烯片的團(tuán)聚，提高復(fù)合油墨體系的導(dǎo)電性；另一方面，提高復(fù)合油墨體系的穩(wěn)定性。利用該石墨烯導(dǎo)電油墨能夠?qū)崿F(xiàn)噴墨打印，且噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路導(dǎo)電性能良好。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1制得的石墨烯的拉曼光譜。

圖2為實(shí)施例1制得的石墨烯的X射線衍射光譜圖。

圖3為實(shí)施例1制得的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路表面的電鏡圖片。

圖4為實(shí)施例1制得的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路斷面的電鏡圖片。

圖5為制得的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的彎曲前的圖片。

圖6為制得的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的彎曲后的圖片。

圖7為實(shí)施例1制得的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的電路裝置圖。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

1.制備還原氧化石墨烯：

首先制備氧化石墨烯：將濃硫酸(25mL)置于燒杯(250mL)，依次加入石墨粉(3g)、過硫酸鉀(4g)、五氧化二磷(4g)，并置于水浴鍋(80℃)中?；旌衔锝?jīng)磁子攪拌5h后，過濾，水洗至中性，置于烘箱(60℃)中烘干。在冰浴條件下，將濃硫酸(100mL)緩慢加入放置上述干燥混合物和硝酸鈉(1g)的燒杯，并分批緩慢加入高錳酸鉀(10g)，強(qiáng)力攪拌2h后，升溫至35℃，反應(yīng)4h。再緩慢加入去離子水(800mL)，攪拌30min，再升溫至90℃，繼續(xù)攪拌30min。加入過氧化氫(20mL)，此時(shí)溶液呈現(xiàn)亮黃色。用去離子水稀釋上述液體，用傾瀉法反復(fù)去酸，再裝入透析袋透析2周，以去除溶液內(nèi)的雜質(zhì)離子，直至溶液呈中性。最后將溶液稀釋至濃度為0.04mg/mL，并在冰浴條件下超聲處理2h(功率960W)后，再離心分離(15min)，取上清液，即為氧化石墨烯懸浮液。

再制備還原氧化石墨烯：向氧化石墨烯懸浮液中加入維生素C(維生素C與氧化石墨烯的質(zhì)量比為10：1)，并采用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值使之保持在9-10范圍內(nèi)。95℃條件下水浴2h。將上述混合物經(jīng)微孔濾膜過濾，并采用去離子水洗至中性。將剩余固體置于60℃烘箱中干燥12h，并用瑪瑙缽體研磨得到還原氧化石墨烯。

從還原氧化石墨烯的拉曼光譜(圖1)可見，還原氧化石墨烯的D峰和G峰的強(qiáng)度比(I_D/I_G)達(dá)1.15，這表明石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)得到了重建。從還原氧化石墨烯的X射線衍射光譜圖(圖2)可見，石墨烯的2θ位置位于24.58°處，對應(yīng)層間距僅0.362nm，與石墨烯的單層厚度的理論值(0.335nm)相近，表明制備的石墨烯層數(shù)約為1層。

2.制備石墨烯導(dǎo)電油墨：

取96mg石墨烯，用瑪瑙缽體研磨15min均勻，然后混入504mg炭黑，繼續(xù)研磨15min得到復(fù)合導(dǎo)電填料。分別量取12mL、30mL、30mL、51mL的乙醇、乙二醇、丙三醇、去離子水，混合攪拌10min得到混合溶劑。向上述混合溶劑中依次加入復(fù)合導(dǎo)電填料和羧甲基纖維素鈉(480mg)，并置于超聲波植物細(xì)胞粉碎機(jī)中進(jìn)行超聲處理(超聲處理?xiàng)l件：冰浴、功率960W、30min)。隨后，將上述溶液置于高速離心機(jī)中進(jìn)行離心分離(離心分離條件：轉(zhuǎn)速8000r/min、時(shí)間15min)，所得上清液即為石墨烯導(dǎo)電油墨。

3.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路：

首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)、測試的需求，利用軟件Adobe Illustrator(CS6,Adobe系統(tǒng)公司)設(shè)計(jì)出打印機(jī)可識別的位圖文件；然后，量取60ml石墨烯導(dǎo)電油墨，裝入噴墨打印機(jī)的連供裝置中，并將連供裝置安裝在打印機(jī)上；以高光相紙(C13S041860,中國愛普生有限公司)為基材，安裝紙基打印材料；最后，同一條導(dǎo)電線路的寬度保持不變，噴墨打印1次，得到噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路(長×寬，50mm×2mm)。

4.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的后處理

將噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路置于50℃烘箱中燒結(jié)處理10min。

制得的噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的表面形貌和斷面形貌分別見圖3和圖4?？梢钥闯觯亢陬w粒之間緊密接觸在一起，形成了比較致密的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。圖4中上下兩個(gè)三角標(biāo)記之間的區(qū)域即為噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路(10mm×2mm×0.03338mm)的斷面，厚度是33.38μm，測量的涂層兩端電阻為9.9×10⁴Ω，根據(jù)電阻率公式(1)，計(jì)算得炭黑/石墨烯導(dǎo)電油墨的電阻率為0.661Ω·m。

圖5、6為5條噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的彎曲前后試驗(yàn)圖，通過外力將燒結(jié)后的二維噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路卷曲為三維立體導(dǎo)電線路，試驗(yàn)結(jié)果表明即使經(jīng)過10圈卷曲，燒結(jié)后的墨層并未脫離紙基材料，電阻并沒有發(fā)生明顯變化。這表明噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路具有良好的機(jī)械柔韌性，在電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

圖7為噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的電路裝置圖，可見噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明自行設(shè)計(jì)了導(dǎo)電線路圖案，導(dǎo)入噴墨打印機(jī)，采用噴墨打印方式，將LED燈1(LMY-5MMB2R02，20mA，3～3.4V，深圳市綠馬緣光電有限公司)接入電壓3V的電源2電路中，連接噴墨打印在柔性紙基4上的導(dǎo)電線路3(長×寬，20mm×2mm)作為導(dǎo)電元件。電路閉合，LED發(fā)出亮光，這表明油墨電路內(nèi)部已形成了導(dǎo)電通路。

實(shí)施例2：

1.制備還原氧化石墨烯：

首先制備氧化石墨烯：將濃硫酸(25mL)置于燒杯(250mL)，依次加入石墨粉(3g)、過硫酸鉀(4g)、五氧化二磷(4g)，并置于水浴鍋(80℃)中?；旌衔锝?jīng)磁子攪拌5h后，過濾，水洗至中性，置于烘箱(60℃)中烘干。在冰浴條件下，將濃硫酸(100mL)緩慢加入放置上述干燥混合物和硝酸鈉(1g)的燒杯，并分批緩慢加入高錳酸鉀(10g)，強(qiáng)力攪拌2h后，升溫至35℃，反應(yīng)4h。再緩慢加入去離子水(800mL)，攪拌30min，再升溫至90℃，繼續(xù)攪拌30min。加入過氧化氫(20mL)，此時(shí)溶液呈現(xiàn)亮黃色。用去離子水稀釋上述液體，用傾瀉法反復(fù)去酸，再裝入透析袋透析2周，以去除溶液內(nèi)的雜質(zhì)離子，直至溶液呈中性。最后將溶液稀釋至濃度為0.04mg/mL，并在冰浴條件下超聲處理2h(功率960W)后，再離心分離(15min)，取上清液，即為氧化石墨烯懸浮液。

再制備還原氧化石墨烯：向氧化石墨烯懸浮液中加入維生素C(維生素C與氧化石墨烯的質(zhì)量比為10：1)，并采用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值使之保持在9-10范圍內(nèi)。95℃條件下水浴4h。將上述混合物經(jīng)微孔濾膜過濾，并采用去離子水洗至中性。將剩余固體置于60℃烘箱中干燥12h，并用瑪瑙缽體研磨得到還原氧化石墨烯。

2.制備石墨烯導(dǎo)電油墨：

取54mg石墨烯，用瑪瑙缽體研磨15min均勻，然后混入546mg炭黑，繼續(xù)研磨15min得到復(fù)合導(dǎo)電填料。分別量取12mL、30mL、30mL、51mL的乙醇、乙二醇、丙三醇、去離子水，混合攪拌10min得到混合溶劑。向上述混合溶劑中依次加入復(fù)合導(dǎo)電填料和羧甲基纖維素鈉(480mg)，并置于超聲波植物細(xì)胞粉碎機(jī)中進(jìn)行超聲處理(超聲處理?xiàng)l件：冰浴、功率960W、30min)。隨后，將上述溶液置于高速離心機(jī)中進(jìn)行離心分離(離心分離條件：轉(zhuǎn)速8000r/min、時(shí)間15min)，所得上清液即為石墨烯導(dǎo)電油墨。

3.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路：

首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)、測試的需求，利用軟件Adobe Illustrator(CS6,Adobe系統(tǒng)公司)設(shè)計(jì)出打印機(jī)可識別的位圖文件；然后，量取60ml石墨烯導(dǎo)電油墨，裝入噴墨打印機(jī)的連供裝置中，并將連供裝置安裝在打印機(jī)上；以普通紙(APYVQ959，上海晨光文具股份有限公司)為基材，安裝紙基打印材料；最后，同一條導(dǎo)電線路的寬度保持不變，反復(fù)噴墨打印5次，得到噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路(長×寬，50mm×1mm)。

采用實(shí)施例1中圖7所示的電路裝置圖進(jìn)行試驗(yàn)，連接噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路3(長×寬，20mm×1mm)作為導(dǎo)電元件。電路閉合，LED燈發(fā)出亮光。但LED燈亮度相對于實(shí)施例1來說比較暗。

實(shí)施例3：

1.制備還原氧化石墨烯：

首先制備氧化石墨烯：將濃硫酸(25mL)置于燒杯(250mL)，依次加入石墨粉(3g)、過硫酸鉀(4g)、五氧化二磷(4g)，并置于水浴鍋(80℃)中?；旌衔锝?jīng)磁子攪拌5h后，過濾，水洗至中性，置于烘箱(60℃)中烘干。在冰浴條件下，將濃硫酸(100mL)緩慢加入放置上述干燥混合物和硝酸鈉(1g)的燒杯，并分批緩慢加入高錳酸鉀(10g)，強(qiáng)力攪拌2h后，升溫至35℃，反應(yīng)4h。再緩慢加入去離子水(800mL)，攪拌30min，再升溫至90℃，繼續(xù)攪拌30min。加入過氧化氫(20mL)，此時(shí)溶液呈現(xiàn)亮黃色。用去離子水稀釋上述液體，用傾瀉法反復(fù)去酸，再裝入透析袋透析2周，以去除溶液內(nèi)的雜質(zhì)離子，直至溶液呈中性。最后將溶液稀釋至濃度為0.04mg/mL，并在冰浴條件下超聲處理2h(功率960W)后，再離心分離(15min)，取上清液，即為氧化石墨烯懸浮液。

再制備還原氧化石墨烯：向氧化石墨烯懸浮液中加入維生素C(維生素C與氧化石墨烯的質(zhì)量比為20：1)，并采用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值使之保持在9-10范圍內(nèi)。95℃條件下水浴2h。將上述混合物經(jīng)微孔濾膜過濾，并采用去離子水洗至中性。將剩余固體置于60℃烘箱中干燥12h，并用瑪瑙缽體研磨得到還原氧化石墨烯。

2.制備石墨烯導(dǎo)電油墨：

取138mg石墨烯，用瑪瑙缽體研磨15min均勻，然后混入462mg炭黑，繼續(xù)研磨15min得到復(fù)合導(dǎo)電填料。分別量取12mL、30mL、30mL、51mL的乙醇、乙二醇、丙三醇、去離子水，混合攪拌10min得到混合溶劑。向上述混合溶劑中依次加入復(fù)合導(dǎo)電填料和羧甲基纖維素鈉(480mg)，并置于超聲波植物細(xì)胞粉碎機(jī)中進(jìn)行超聲處理(超聲處理?xiàng)l件：冰浴、功率960W、30min)。隨后，將上述溶液置于高速離心機(jī)中進(jìn)行離心分離(離心分離條件：轉(zhuǎn)速8000r/min、時(shí)間15min)，所得上清液即為石墨烯導(dǎo)電油墨。

3.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路：

首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)、測試的需求，利用軟件Adobe Illustrator(CS6,Adobe系統(tǒng)公司)設(shè)計(jì)出打印機(jī)可識別的位圖文件；然后，量取60ml石墨烯導(dǎo)電油墨，裝入噴墨打印機(jī)的連供裝置中，并將連供裝置安裝在打印機(jī)上；以重磅粗面紙(S041259，中國愛普生有限公司)為基材，安裝紙基打印材料；最后，最后，同一條導(dǎo)電線路的寬度保持不變，反復(fù)噴墨打印10次，得到噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路(長×寬，50mm×2mm)。

4.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的后處理：

將噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路置于100℃烘箱中燒結(jié)處理5min。

采用實(shí)施例1中圖7所示的電路裝置圖進(jìn)行試驗(yàn)，連接噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路3(長×寬，20mm×2mm)作為導(dǎo)電元件。電路閉合，LED燈發(fā)出亮光。LED燈亮度與實(shí)施例1相比更亮。

實(shí)施例4：

1.制備還原氧化石墨烯：

首先制備氧化石墨烯：將濃硫酸(25mL)置于燒杯(250mL)，依次加入石墨粉(3g)、過硫酸鉀(4g)、五氧化二磷(4g)，并置于水浴鍋(80℃)中?；旌衔锝?jīng)磁子攪拌5h后，過濾，水洗至中性，置于烘箱(60℃)中烘干。在冰浴條件下，將濃硫酸(100mL)緩慢加入放置上述干燥混合物和硝酸鈉(1g)的燒杯，并分批緩慢加入高錳酸鉀(10g)，強(qiáng)力攪拌2h后，升溫至35℃，反應(yīng)4h。再緩慢加入去離子水(800mL)，攪拌30min，再升溫至90℃，繼續(xù)攪拌30min。加入過氧化氫(20mL)，此時(shí)溶液呈現(xiàn)亮黃色。用去離子水稀釋上述液體，用傾瀉法反復(fù)去酸，再裝入透析袋透析2周，以去除溶液內(nèi)的雜質(zhì)離子，直至溶液呈中性。最后將溶液稀釋至濃度為0.04mg/mL，并在冰浴條件下超聲處理2h(功率960W)后，再離心分離(15min)，取上清液，即為氧化石墨烯懸浮液。

再制備還原氧化石墨烯：向氧化石墨烯懸浮液中加入葡萄糖(葡萄糖與氧化石墨烯的質(zhì)量比為10：1)，并采用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值使之保持在9-10范圍內(nèi)。95℃條件下水浴2h。將上述混合物經(jīng)微孔濾膜過濾，并采用去離子水洗至中性。將剩余固體置于60℃烘箱中干燥12h，并用瑪瑙缽體研磨得到還原氧化石墨烯。

2.制備石墨烯導(dǎo)電油墨：

取186mg石墨烯，用瑪瑙缽體研磨15min均勻，然后混入434mg炭黑，繼續(xù)研磨15min得到復(fù)合導(dǎo)電填料。分別量取12mL、30mL、30mL、51mL的乙醇、乙二醇、丙三醇、去離子水，混合攪拌10min得到混合溶劑。向上述混合溶劑中依次加入復(fù)合導(dǎo)電填料和羧甲基纖維素鈉(372mg)，并置于超聲波植物細(xì)胞粉碎機(jī)中進(jìn)行超聲處理(超聲處理?xiàng)l件：冰浴、功率960W、30min)。隨后，將上述溶液置于高速離心機(jī)中進(jìn)行離心分離(離心分離條件：轉(zhuǎn)速8000r/min、時(shí)間15min)，所得上清液即為石墨烯導(dǎo)電油墨。

3.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路：

首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)、測試的需求，利用軟件Adobe Illustrator(CS6,Adobe系統(tǒng)公司)設(shè)計(jì)出打印機(jī)可識別的位圖文件；然后，量取60ml石墨烯導(dǎo)電油墨，裝入噴墨打印機(jī)的連供裝置中，并將連供裝置安裝在打印機(jī)上；以高光相紙(C13S041860,中國愛普生有限公司)為基材，安裝紙基打印材料；最后，最后，同一條導(dǎo)電線路的寬度保持不變，反復(fù)噴墨打印10次，得到噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路(長×寬，50mm×1mm)。

4.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的后處理：

將噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路置于100℃烘箱中燒結(jié)處理5min。

采用實(shí)施例1中圖7所示的電路裝置圖進(jìn)行試驗(yàn)，連接噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路3(長×寬，20mm×1mm)作為導(dǎo)電元件。電路閉合，LED燈發(fā)出亮光。LED燈亮度與實(shí)施例1相比略亮。

實(shí)施例5：

1.制備還原氧化石墨烯：

首先制備氧化石墨烯：將濃硫酸(25mL)置于燒杯(250mL)，依次加入石墨粉(3g)、過硫酸鉀(4g)、五氧化二磷(4g)，并置于水浴鍋(80℃)中?；旌衔锝?jīng)磁子攪拌5h后，過濾，水洗至中性，置于烘箱(60℃)中烘干。在冰浴條件下，將濃硫酸(100mL)緩慢加入放置上述干燥混合物和硝酸鈉(1g)的燒杯，并分批緩慢加入高錳酸鉀(10g)，強(qiáng)力攪拌2h后，升溫至35℃，反應(yīng)4h。再緩慢加入去離子水(800mL)，攪拌30min，再升溫至90℃，繼續(xù)攪拌30min。加入過氧化氫(20mL)，此時(shí)溶液呈現(xiàn)亮黃色。用去離子水稀釋上述液體，用傾瀉法反復(fù)去酸，再裝入透析袋透析2周，以去除溶液內(nèi)的雜質(zhì)離子，直至溶液呈中性。最后將溶液稀釋至濃度為0.04mg/mL，并在冰浴條件下超聲處理2h(功率960W)后，再離心分離(15min)，取上清液，即為氧化石墨烯懸浮液。

再制備還原氧化石墨烯：向氧化石墨烯懸浮液中加入果糖(果糖與氧化石墨烯的質(zhì)量比為20：1)，并采用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值使之保持在9-10范圍內(nèi)。95℃條件下水浴2h。將上述混合物經(jīng)微孔濾膜過濾，并采用去離子水洗至中性。將剩余固體置于60℃烘箱中干燥12h，并用瑪瑙缽體研磨得到還原氧化石墨烯。

2.制備石墨烯導(dǎo)電油墨：

取5.8mg石墨烯，用瑪瑙缽體研磨15min均勻，然后混入574.2mg炭黑，繼續(xù)研磨15min得到復(fù)合導(dǎo)電填料。分別量取12mL、30mL、30mL、51mL的乙醇、乙二醇、丙三醇、去離子水，混合攪拌10min得到混合溶劑。向上述混合溶劑中依次加入復(fù)合導(dǎo)電填料和羧甲基纖維素鈉(232mg)，并置于超聲波植物細(xì)胞粉碎機(jī)中進(jìn)行超聲處理(超聲處理?xiàng)l件：冰浴、功率960W、30min)。隨后，將上述溶液置于高速離心機(jī)中進(jìn)行離心分離(離心分離條件：轉(zhuǎn)速8000r/min、時(shí)間15min)，所得上清液即為石墨烯導(dǎo)電油墨。

3.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路：

首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)、測試的需求，利用軟件Adobe Illustrator(CS6,Adobe系統(tǒng)公司)設(shè)計(jì)出打印機(jī)可識別的位圖文件；然后，量取60ml石墨烯導(dǎo)電油墨，裝入噴墨打印機(jī)的連供裝置中，并將連供裝置安裝在打印機(jī)上；以重磅粗面紙(S041259，中國愛普生有限公司)為基材，安裝紙基打印材料；最后，最后，同一條導(dǎo)電線路的寬度保持不變，反復(fù)噴墨打印10次，得到噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路(長×寬，50mm×2mm)。

4.噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的后處理：

將噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路置于100℃烘箱中燒結(jié)處理5min。

采用實(shí)施例1中圖7所示的電路裝置圖進(jìn)行試驗(yàn)，連接噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路3(長×寬，20mm×2mm)作為導(dǎo)電元件。電路閉合，LED燈發(fā)出亮光。LED燈亮度與實(shí)施例1基本相同。

本發(fā)明將石墨烯作為混合導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電油墨，不僅能充分利用石墨烯的良好導(dǎo)電性能，而且適量的炭黑可以防止油墨體系中石墨烯片的團(tuán)聚，從而保證油墨體系的良好導(dǎo)電性。另外，油墨中導(dǎo)電顆粒的均勻分布，使得導(dǎo)電顆粒與溶劑形成一個(gè)穩(wěn)定的分散體系，進(jìn)而提高復(fù)合油墨體系的印刷穩(wěn)定性。該發(fā)明利用石墨烯和炭黑的混合物作為導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電填料，配制得到導(dǎo)電性能優(yōu)良的石墨烯導(dǎo)電油墨，并實(shí)現(xiàn)噴墨打印柔性紙基導(dǎo)電線路的制備。本發(fā)明工藝簡單，噴墨打印的柔性紙基導(dǎo)電線路具有良好的耐酸性、均勻性、彎曲性、彎折性和導(dǎo)電性。該發(fā)明有望應(yīng)用于印刷電子產(chǎn)品中，符合印刷電子產(chǎn)品的批量化、大面積、低成本以及柔性化的發(fā)展趨勢，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。