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作为新型碳族二维材料的石墨烯,具有优越的电学、力学、光学和热学等性质,这些性能决定了石墨烯在许多领域都有着广泛的应用。伴随着柔性电子工业和3D打印技术的快速发展,基于石墨烯导电油墨的3D打印技术将会在印刷电子工业中发挥巨大的作用。本文以石墨烯为研究对象,将导电油墨和3D打印技术结合进行了如下研究工作:(1)采用改进的]Summer法制备了氧化石墨烯(GO)。在加入适量聚乙烯基吡咯烷酮(poly(N-vinyl-2-pyrrolidone), PVP)为分散剂的条件下,以硼氢化钠为还原剂,对混合水溶液中的GO和硝酸银进行同步还原,反应3小时得到初步还原的石墨烯。扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)、透射电子显微镜(Transmission electron microscopy, TEM)、原子力显微镜(atomic force microscopy. AFM)、X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman spectra)、紫外可见吸收光谱(UV-visible absorption spectra)和热重分析(Thermal gravimetric analysis, TGA)表明:纳米银成功地负载到石墨烯表面,得到载银石墨烯(Ag-RGO), Ag的含量达到了17.39%。纳米银的存在和部分未去除的表面含氧基团使Ag-RGO具有很好的水相分散性。(2)以Ag-RGO为导电填料,羧甲基纤维素钠为粘结剂,水为溶剂,制备出一种无毒、环保的石墨烯导电油墨。用改装过的3D打印机将这种油墨在普通玻璃和PI基底上打印出设计的图案,其导电性可通过在N2流通的管式炉中进行热烧结处理来提高。导电填料质量分数为37.5wt%的4号油墨导电性最佳,优化后的热烧结温度、时间和升温速率分别为350℃,2个小时和5℃/min。在此条件下,所打印导电图案的电导率达到5.21×103S·m-1。(3)研究了基于所制备油墨在普通玻璃和聚酰亚胺(Polyimide, PI)上打印的电极对过氧化氢(H202)和葡萄糖的传感性能。电化学和SEM、Raman分析显示所打印的电极在0.2MPBS(pH=7.4)和0.1M NaOH电解液中,其表面结构非常稳定。过氧化氢被催化分解产生的02的还原电流与H2O2浓度成线性关系。同时,纳米Ag的氧化-还原电流对低浓度的过氧化氢敏感,并与其浓度成线性。PI上打印的电极及沉积铜颗粒后的电极也显示了对葡萄糖的传感潜力。本文的研究工作结合石墨烯导电油墨和3D打印技术,导电油墨的制备简单、环保,可通过3D打印机在基底上打印设计的图案,有助于发展一种简便、可广泛应用的打印电子器件制备技术。