[發明專利]一種石墨烯泡沫負載納米Fe3

有效

• 申請號: 201710595949.4
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107418513B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 陳平;徐東衛;熊需海;于祺;郭翔;王琦
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明涉及一種石墨烯泡沫負載納米Fe₃O₄磁性粒子復合吸波材料及其制備方法。本發明根據Hummers法制備氧化石墨烯，配置一定濃度的氧化石墨烯膠狀懸浮液，加入Fe²⁺溶液，氨水溶液調節pH值后注入反應釜，在高溫高壓密閉條件下反應。通過調節Fe²⁺溶度、pH值、反應時間、反應溫度來調節復合材料的泡孔及吸波性能。石墨烯泡沫負載Fe₃O₄磁性粒子復合吸波材料中石墨烯呈泡沫多孔結構，Fe₃O₄磁性粒子牢固地錨定負載在石墨烯泡沫結構中，且Fe₃O₄的粒徑大小為150?300nm。石墨烯泡沫負載納米Fe₃O₄磁性粒子復合吸波材料吸收強度深、吸波頻帶寬、重量輕、力學性能好，是一種具有優異性能的復合材料?？梢詽M足多方面的使用需求。

技術領域

本發明屬于功能磁性材料技術領域，涉及碳材料、磁性粒子制備技術，特別涉及一種石墨烯泡沫負載納米Fe₃O₄磁性粒子復合吸波材料及其制備方法。

背景技術

隨著軍事、信息、航天航空等科學技術的發展，電磁吸波材料越來越受到關注。吸波材料作為隱身技術的基礎，因其在現代戰爭中可以提高武器系統生存、突防及縱深打擊能力越來越受到各國軍事研究人員的重視。隨著隱身技術的不斷發展對吸波材料提出“寬、薄、輕、強”的綜合要求，研制具有高效吸波性能的電磁吸波材料對軍事和工業領域的使用需求具有重要意義。

金屬氧化物(Fe₃O₄)磁性材料具有飽和磁化強度高和磁導率大等優點，但其密度大，高溫穩定性差和耐腐蝕性能差。目前Fe₃O₄粒子制備方法主要有共沉淀法【Chem.Mater.1996,8,2209】、溶劑熱法【Small.2012,8,1214】、高溫分解法【Angew.Chem.Int.Ed.2005,44,123】等。石墨烯是單原子厚度的二維C原子晶體，是構成富勒烯、碳納米管和石墨的基本結構單元。因其具有比表面積大、質量輕、熱穩定性能和化學穩定性優異等優點，是一種優異的介電損耗型吸波材料。但單一的磁性材料或者石墨烯不能滿足現代吸波材料的綜合要求，對電磁波吸收衰減有限。因此，如何將石墨烯與磁性粒子結合，制備負載磁性粒子的石墨烯，協調二者的介電損耗和磁損耗，成為制備高性能吸波材料的重要方法。

現今制備石墨烯復合吸波材料主要集中于石墨烯2D片層結構材料，對3D 石墨烯負載磁性粒子的制備研究較少，特別是對3D石墨烯泡沫負載磁性粒子的尚未見研究報道。目前制備石墨烯泡沫主要有水熱法和鎳泡沫模板法。Jiang，X,. et al.【J.Phys.Chem.C,2010,114,22462】利用Ca²⁺、Ni²⁺、Co²⁺離子通過水熱法合成凝膠狀3D多孔石墨烯；Xu,Y.X.,et al.【ACS.Nano.2010,7,4324】通過一步水熱過程將2D氧化石墨烯片層結構自組裝成3D多孔水凝膠結構；Chen,et al. 【Nat Mater,2011,10,424】利用化學氣相沉積(CVD)結合鎳泡沫為模板得到結構穩定的石墨烯泡沫材料。因此，有必要結合磁性粒子和石墨烯的優勢，發明一種綠色環保、省時高效且適合大規模制備具有優異吸波性能的石墨烯泡沫負載磁性粒子3D復合材料。

發明內容