[發(fā)明專利]一種納米片狀Fe3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810507163.7
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108841358B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 孫啟龍;孫雷;蔡瑩瑩;袁國秋;葉偉;姚理榮;徐思峻;季濤;高強
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00
• 代理公司: 上海創(chuàng)開專利代理事務所(普通合伙) 31374
• 代理人: 吳海燕

本發(fā)明公開了一種納米片狀Fe₃O₄插層氧化石墨烯復合吸波材料的制備方法，屬于新材料的生產(chǎn)加工技術領域，解決了現(xiàn)有Fe₃O₄石墨烯復合吸波材料中Fe₃O₄只附著于石墨烯表面，形貌難以控制的問題。本發(fā)明中的制備方法，具體步驟如下：S1、將氧化石墨烯溶液置于水熱反應釜中水熱反應；S2、按照與純氧化石墨烯一定質(zhì)量比分別加入無水FeCl₃、無水葡萄糖以及NaCl，繼續(xù)超聲分散；S3、將步驟S2所得的試樣過濾烘干后，在保護氣體中高溫處理，然后將試樣在去離子水中洗滌后烘干研磨。利用該方法制備材料Fe₃O₄以納米片狀存在于石墨烯片層之間，結(jié)合牢度高，吸波效果好。

技術領域

本發(fā)明屬于新材料的生產(chǎn)加工技術領域，具體地說，涉及一種納米片狀Fe₃O₄插層氧化石墨烯復合吸波材料的制備方法。

背景技術

由于局域網(wǎng)、雷達系統(tǒng)、移動電話等在GHz微波段應用的增多，電磁波作為傳遞媒質(zhì)被大量應用，而電磁波產(chǎn)生的電磁污染嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境，威脅人們的健康。隨著科學技術的發(fā)展,吸波材料在民用和軍事方面都有著極其廣闊的應用，吸波材料的應用是防止電磁污染、實現(xiàn)雷達隱身、電磁兼容的有效手段，因此制備性能優(yōu)越的吸波材料具有深遠的意義。

目前，吸波材料正朝著“薄、輕、寬、強”的方向發(fā)展，但單一組分的吸波材料無法同時滿足這些要求，而復合型吸波材料可以克服單一組分的缺點，具有相當?shù)膬?yōu)勢，是未來吸波材料的發(fā)展方向之一。石墨烯是由單層碳原子組成的世界上最薄的二維納米材料，具有常規(guī)碳材料不具備的光學、電學、力學等優(yōu)異性能。而氧化石墨烯因其表面含有大量的含氧官能團使得碳層帶負電荷，很容易吸引陽離子進入層間，并把層間距撐大，為聚合物和無機納米粒子的負載提供有利條件。磁性四氧化三鐵納米粒子因其超順磁性、高矯頑力、低居里溫度、寬頻帶強吸收一系列獨特的性能，在隱身吸波材料、磁記錄材料、磁制冷材料等方面具有廣泛的應用。

近年來，關于Fe₃O₄/氧化石墨烯復合材料的研究越來越多，但大多數(shù)都是將Fe₃O₄用于表面修飾氧化石墨烯。這種復合材料兼具兩種材料的損耗特點，同時還具有復合材料的多界面特性，使復合材料具有較好的吸波性能。但是目前的Fe₃O₄/氧化石墨烯復合吸波材料仍然存在一些不足。

首先，研究表明Fe₃O₄形貌對其吸波性能影響較大。一般情況下，二維吸波材料往往具有較大的比表面積和偶極矩，能夠有效提高吸收和散射效率，并具有較高的磁晶各向異性和形狀各向異性。當納米片狀結(jié)構(gòu)的長寬比在10-1000之間時，其磁化率在1-20GHz范圍內(nèi)可增加10-100倍。然而目前所制備Fe₃O₄/氧化石墨烯復合吸波材料，F(xiàn)e₃O₄往往呈球形、棒狀、六面體、多孔花狀等形貌，吸波橫截面較小，限制了其性能的進一步提升。

其次，目前所制備的Fe₃O₄/氧化石墨烯復合吸波材料，F(xiàn)e₃O₄大多數(shù)是通過物理化學方法結(jié)合到石墨烯表面。形成的Fe₃O₄/石墨烯界面也只存在于石墨烯材料表層，石墨烯層間并沒有形成晶格匹配的Fe₃O₄石墨烯界面。而實際上，F(xiàn)e₃O₄/石墨烯界面對復合材料的吸波性能至關重要，它不但是造成復合材料多次反射衰減的關鍵，而且是電磁場作用下產(chǎn)生界面介電極化弛豫，引發(fā)界面協(xié)同極化效應的關鍵。因此，制備高度結(jié)合的復合界面結(jié)構(gòu)是增強吸波性能的關鍵。