本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯-納米銀分散液的制備方法。
背景技術(shù)：
金屬銀具有優(yōu)異的物理化學(xué)特性，如最優(yōu)的常溫導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，最廉價(jià)的抗高溫氧化的貴金屬，最強(qiáng)的反射特性，感光成像特性，以及抗菌消炎特性，使其廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。由于納米銀粉的粒徑小、活性高，納米銀所展現(xiàn)出的特殊化學(xué)和物理性，及其在光電子、SERS 基材、光學(xué)標(biāo)簽、近場(chǎng)光學(xué)探針等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值使其備受關(guān)注，隨著電子電氣不斷發(fā)展的輕、小、薄趨勢(shì)，使納米銀粉在微電子工業(yè)領(lǐng)域成為主要的應(yīng)用方向之一。
石墨烯( Graphene)是單原子厚度的二維碳原子晶體，電子在石墨烯中傳輸?shù)淖枇苄。哂泻芎玫碾娮觽鬏斝再|(zhì)，是納米電路的理想材料。目前，關(guān)于石墨烯與納米粒子復(fù)合的報(bào)道也有許多，如公開號(hào)為CN102515560中國(guó)發(fā)明專利《一種制備石墨烯/Ag復(fù)合導(dǎo)電薄膜》，公開了一種制備石墨烯 /Ag 復(fù)合導(dǎo)電薄膜的方法，以氧化石墨烯 / 銀溶膠為前驅(qū)體，采用提拉法、熱處理后得到透明導(dǎo)電薄膜。又如公開號(hào)為 CN102136306A 的發(fā)明專利申請(qǐng)，所公開的《Ag/ 石墨烯納米導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法》提供了一種一步還原法制備銀/石墨烯復(fù)合材料的方法。但是，這些報(bào)道多限于氧化石墨烯與納米粒子的復(fù)合材料，由于氧化石墨烯的表面和邊緣引入了大量的含氧基官能團(tuán)，為納米粒子的附著提供了位置，也便于氧化石墨烯穩(wěn)定分散于一些極性溶劑中。但氧化石墨烯由于含氧集團(tuán)的存在使其喪失了良好的導(dǎo)電能力，并且這種缺陷很難修復(fù)，因此該方法制備的復(fù)合材料的電性能很難滿足要求，而采用純石墨烯則不利于納米粒子的吸附以及分散。本發(fā)明提供一種石墨烯-納米銀懸浮液的制備方法，通過液相法制備石墨烯，并離心分離后在石墨烯溶劑中通過化學(xué)還原法制備納米銀，得到分散良好并具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的石墨烯-納米銀分散液。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)氧化石墨烯的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯-納米銀懸浮液的制備方法，通過液相法制備石墨烯，并離心分離后在石墨烯溶劑中通過化學(xué)還原法制備納米銀，得到分散良好的石墨烯-納米銀懸浮液。
制備工藝為：
（1）液相法制備石墨烯懸浮液：將適量的石墨粉和分散劑加入溶劑中，加熱至90~110℃超聲剝離0.5~2h；
（2）石墨烯分散液的分離及提純：在4000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，分離后取上層液待用；
（3）石墨烯-納米銀晶種液的配制：配置成濃度比一定的硝酸銀、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水溶液，將一定比例的石墨烯溶液與以上硝酸銀溶液充分混合，置于功率在100~400W的微波反應(yīng)器中還原1~10min，為晶種液。
（4）石墨烯-納米銀分散液的制備：將石墨烯-納米銀晶種液攪拌均勻后調(diào)節(jié)PH，繼續(xù)超聲攪拌0.5~1h；調(diào)節(jié)溫度到40~80℃，加入還原劑超聲攪拌1.5~2h即得到石墨烯-納米銀分散液。
步驟（1）所述的分散劑選自十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、牛黃脫氧膽酸鈉（STC）、十二烷基二甲基溴化胺（CTAB）、檸檬酸三鈉中的一種或幾種。
步驟（1）所述的溶劑選自去離子水、二甲基亞砜（DMSO）、氮甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基甲酰胺（DMF）、四氫呋喃（THF）中的一種或幾種。
所述石墨粉在溶劑中的濃度為0.01~5mg/ml。
步驟（1）所述分散劑在溶劑中的濃度為0.01~0.5g/ml。
步驟（3）所述硝酸銀的濃度為0.01~0.1g/ml，PVP與硝酸銀的質(zhì)量比為1~5。
步驟（3）硝酸銀水溶與步驟（2）溶劑的體積比在0.2~2。
步驟（4）所述的還原劑選自硼氫化鈉、水合肼、抗壞血酸、葡萄糖、甲醛中
的一種或幾種。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用液相法制備了結(jié)構(gòu)完整、導(dǎo)電性能優(yōu)異的石墨烯分散液；選取能有效分散石墨烯的溶劑與去離子水混合，制備硝酸銀/石墨烯分散液，并利用PVP的還原性在微波條件下制備了納米銀晶種液。利用還原過程中納米銀晶種具有超高的比表面能與石墨烯的表面吸附作用，使被納米銀晶種優(yōu)先吸附于石墨烯表面。進(jìn)一步還原后加入適量的分散劑得到良好分散性與導(dǎo)電性的石墨烯-納米銀分散液。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將質(zhì)量比為1:1的石墨粉與STC混合加入DMF中配制成0.01mg/ml（石墨粉）的混合物，升溫至100℃在400W功率的超聲容器中超聲1h。冷卻后取該溶液在4000r/min的條件下離心60min，取上層液為石墨烯分散液。將質(zhì)量比為1:1的硝酸銀與PVP混合加入去離子水中配制成0.05mg/ml（AgNO3）的溶液，按體積比1:1將硝酸銀溶液和石墨烯分散液混合，攪拌均勻后置于300W功率的微波反應(yīng)器中反應(yīng)5min，取出后在100r/min的攪拌速率下滴加0.1g/ml的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至10，超聲攪拌30min；升溫至60℃，在超聲攪拌的條件下緩慢滴加體積比為1:10的濃度為1g/ml的葡萄糖溶液；恒溫1.5h結(jié)束反應(yīng)。得到分散均勻的石墨烯-納米銀溶液，清洗掉部分分散劑后將溶液棒涂到玻璃基材上，150℃焙燒30min，涂層電阻率小于1.0×10-5Ω?cm。
實(shí)施例2
將質(zhì)量比為1:1的石墨粉與STC混合加入DMF中配制成0.1mg/ml（石墨粉）的混合物，升溫至100℃在400W功率的超聲容器中超聲1h。冷卻后取該溶液在4000r/min的條件下離心60min，取上層液為石墨烯分散液。將質(zhì)量比為1:2的硝酸銀與PVP混合加入去離子水中配制成0.05mg/ml（AgNO3）的溶液，按體積比2:3將硝酸銀溶液和石墨烯分散液混合，攪拌均勻后置于300W功率的微波反應(yīng)器中反應(yīng)5min，取出后在100r/min的攪拌速率下滴加0.1g/ml的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至10，超聲攪拌30min；升溫至60℃，在超聲攪拌的條件下緩慢滴加體積比為1:10的濃度為1g/ml的葡萄糖溶液；恒溫1.5h結(jié)束反應(yīng)。得到分散均勻的石墨烯-納米銀溶液，清洗掉部分分散劑后將溶液棒涂到玻璃基材上，150℃焙燒30min，涂層電阻率小于1.0×10-5Ω?cm。