[發明專利]一種納米級Fe3O4修飾石墨烯包覆的玻璃纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710569523.1
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107354500B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 岳云龍;陸豪;屈雅;李升;張路路;王彥玲;趙繼玲;萬向榮
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

本發明公開了一種納米級Fe₃O₄修飾石墨烯包覆的玻璃纖維復合材料，包括以下步驟：（1）將玻璃纖維放入馬弗爐中煅燒，依次放入丙酮、堿液中處理；（2）將處理后的玻璃纖維置于硅烷偶聯劑的水溶液，取出清洗后將其浸潤到牛血清白蛋白溶液中，再次清洗后置于氧化石墨烯懸浮液中，烘干后，放入硼氫化鈉堿性溶液中，加熱，攪拌，干燥；（3）以還原氧化石墨烯/玻璃纖維為陽極，以碳棒為陰極構建電泳池，以Fe₃O₄懸浮液為鍍液，對石墨烯/玻璃纖維進行電泳沉積，制成復合材料。同時本發明公開了該方法制備的復合材料。本發明制備的復合材料在保證導電能力前提下具有更高的磁導率，可以提升其在電磁屏蔽方面的性能。

技術領域

本發明涉及一種復合材料，特別涉及一種納米級Fe₃O₄修飾石墨烯包覆的玻璃纖維復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術和電子工業的發展，各種電子設備的應用日益增多，形成電磁污染。電磁波輻射不僅會損害人體健康，干擾電子儀器的正常工作，還會造成機密信息的泄露，因此，研發高性能電磁屏蔽材料，減少電磁污染對為我們的社會生活和國防建設都具有重要意義。

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準二維材料，具有良好的導電、導熱性能及力學性能，其電子遷移率可達到2×105cm²/V·S，溫度穩定性高，電導率可達108Ω/m，面電阻約為31Ω/sq（310Ω/m²），比銅或銀更低，是室溫下導電最好的材料。而且比表面積大（2630m2/g），熱導率（室溫下是5000W·m^-1·K^-1）是硅的36倍，砷化鎵的20倍，是銅（室溫下401W·m·K）的十倍多。單層石墨烯的導熱系數可達5300W/mK,甚至有研究表明其導熱系數高達6600W/mK。石墨烯是已有材料中最硬和強度最高的材料，其彈性模量為1.1Tpa，抗拉強度為125Gpa。

玻璃纖維作為一種工程纖維材料，是由玻璃原料在高溫熔融狀態下拉絲制備而成，具有耐高溫、抗化學腐蝕、強度高、模量高等一系列優良性能能。玻璃纖維已成為樹脂基復合材料最重要的增強材料之一，已在航空、航天、艦船、化工冶金等領域得到了充分應用。

四氧化三鐵是鐵的一種氧化物，其化學式為Fe₃O₄。四氧化三鐵具有鐵磁性，如果形成顆粒半徑在納米級別，稱為四氧化三鐵磁性顆粒。在當代電氣化和信息化社會中，磁性材料的應用非常廣泛。四氧化三鐵磁性材料作為一種多功能磁性材料，在腫瘤的治療、微波吸收材料、催化劑載體、細胞分離、磁記錄材料、磁流體、醫藥等領域均已有廣泛的應用。

發明內容

本發明公開了一種納米級Fe₃O₄修飾石墨烯包覆的玻璃纖維復合材料的制備方法，該方法制備的復合材料改善了將石墨烯涂覆在玻璃纖維表面的工藝，并用電泳沉積法在石墨烯/玻璃纖維上沉積納米級四氧化三鐵，制得高磁導率石墨烯包覆玻璃纖維，具有更好的電磁屏蔽性能。

一種納米級Fe₃O₄修飾石墨烯包覆的玻璃纖維復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）玻璃纖維的表面處理：將玻璃纖維放入馬弗爐中煅燒，依次放入丙酮、堿液中處理；

（2）氧化石墨烯/玻璃纖維的制備：將步驟（1）處理后的玻璃纖維置于硅烷偶聯劑的水溶液，取出清洗后將其浸潤到牛血清白蛋白溶液中，再次清洗后置于氧化石墨烯懸浮液中，烘干后，放入硼氫化鈉堿性溶液中，加熱，攪拌，干燥，制成氧化石墨烯/玻璃纖維；