[發(fā)明專利]一種石墨烯-納米鎳復合吸波材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510016327.2
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104694078A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 馮丹
• 申請（專利權）人: 馮丹
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;C08F292/00;C08G73/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發(fā)明涉及吸波材料領域，尤其涉及的是一種石墨烯-納米鎳復合吸波材料。

背景技術

隨著科學技術與電子工業(yè)的發(fā)展，越來越多的電磁波輻射存在于我們的周圍，經(jīng)過研究表明，過量電磁波輻射除可引起神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和血液循環(huán)系統(tǒng)等發(fā)生障礙外，甚至可能誘發(fā)包括各類癌癥在內的嚴重疾病。長期處于電磁波環(huán)境中，人體內被電磁波損傷且未來得及自我修復的組織和器官的損傷可以因長期積累而成為功能性病變，嚴重時可危及生命。

石墨烯，由于其獨特的單層結構使其具有超輕的密度、大的比表面積、導電性能優(yōu)良及高的介電常數(shù)等特點，使其成為一種新型吸波材料。另外，被氧化的石墨烯表面大量暴露的化學鍵在電磁場的作用下更容易產(chǎn)生外層電子的極化弛豫而衰減電磁波，為石墨烯在吸波領域的應用拓寬了前景，在石墨烯表面負載納米鎳離子，不僅可以提高材料磁性能，增強復合材料的磁損耗，有利于復合材料的阻抗匹配，而且納米鎳離子顆粒作為隔離介質減少石墨烯在干燥過程中重新堆疊呈三維石墨結構，對穩(wěn)定石墨烯片層結構起著相當重要的作用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種石墨烯-納米鎳復合吸波材料。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種石墨烯-納米鎳復合吸波材料，其特征在于，該吸波材料為層狀納米復合吸波材料，納米鎳粒子均勻生長在石墨烯片層中，在石墨烯片層上負載粒徑約為20-100nm的納米鎳粒子，且聚苯胺包覆于負載有納米鎳粒子的石墨烯片層表面；

所述吸波材料的制備方法包括以下步驟：

步驟一，將石墨制成尺寸為50-200目得石墨粉，之后加入至質量分數(shù)為35％的鹽酸溶液中，攪拌30min，之后采用去離子水反復沖洗使得PH值為中性，烘干待用；

將石墨粉、過硫酸鉀和P₂O₅加入濃硫酸中，形成混合物，所形成的混合物的PH值為1.5，將該混合物在60℃下攪拌1-2h，然后以5℃/min的速率升溫至80℃下攪拌2-4h，最后以2℃/min升溫至87℃攪拌1-2h，然后采用蒸餾水稀釋該混合物，將該混合物的PH值稀釋至3.6，放置36h后采用蒸餾水過濾，使得混合物PH值為6-7，后進行室溫干燥，所述石墨粉、過硫酸鉀、P₂O₅和濃硫酸的質量比為1-3∶1-2∶1-2∶5-10；

將干燥后的混合物加入到濃硝酸中攪拌45-60min，使得PH值為2-4，所述干燥后的混合物與濃硝酸的質量比為1-4∶50-100，攪拌均勻后在-8℃下第一次加入KMnO₄，攪拌30min，之后降溫至-12℃下第二次加入KMnO₄，攪拌30min，最后降溫至-15℃下第三次加入KMnO₄，攪拌20min，得到預氧化的石墨混合物，所述第一次加入KMnO₄，第二次加入KMnO₄和第三次加入KMnO₄的質量比為1∶2∶3，所述干燥后的混合物與總的KMnO₄的比值為1-2∶10-15。

將得到預氧化的石墨混合物過濾并干燥后，放置于馬弗爐中進行加熱處理，熱處理的溫度為在1100℃下處理10-20s，1150℃下處理15-20s，1180℃下處理20-30s，得到膨脹石墨；

步驟二，將步驟一所制的膨脹石墨放入保溫箱中升溫到40℃，反應3h，隨后，加入與預氧化的石墨混合物體積一致量的第一蒸餾水，接著反應2.5h，將保溫箱溫度保溫至40℃，再次加入第二蒸餾水和H₂O₂反應10-60min，所述第二蒸餾水的量是第一蒸餾水的1-1.5倍，第二蒸餾水和H₂O₂的體積比為4-20∶1，反應結束后進行離心分離10min，轉速8000～10000r/min，離心分離后產(chǎn)物用鹽酸溶液洗滌，該鹽酸溶液的體積為離心分離后產(chǎn)物體積的10-50倍，最后透析7-8天得到氧化石墨；將氧化石墨采用二甲亞砜超聲溶解后加入N-羥基丁二酰亞胺和自制表面處理劑于35℃下攪拌2h，產(chǎn)物進行抽濾、洗滌、烘干，即得到表面處理的氧化石墨。