[發明專利]一種石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010301690.X
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111613901B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 馬慧玲;張秀芹;杜中賀;王銳;陳熙邦;翟茂林;吳晶;張雅暉;齊悅;楊瑩雪
• 申請（專利權）人: 北京服裝學院
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H05K9/00;B82Y25/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國鋒;劉冬梅

本發明公開了一種石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料的制備方法。本發明首先將預處理后的氧化石墨烯和金屬鹽經過水熱反應得到石墨烯/磁性材料中間產物，然后經過退火處理最終制得本發明所述的石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料。本發明提供的制備方法簡單、高效，通過退火處理提高了石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料的阻抗匹配性，使得材料具有優異的吸波性能。

技術領域

本發明涉及吸波材料領域，具體涉及一種石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料的制備方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學性能，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面展現了廣闊的應用前景。石墨烯傳統的制備方法包括機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法和化學氣相沉積法。用化學氣相沉積法制備石墨烯雖然能得到高質量的石墨烯，但其生產速度較慢且不適合大規模生產，而機械剝離和SiC外延生長的方法同樣因收率低、效率慢等缺點而不適合大規模生產。

氧化還原法制備的石墨烯表面存在著一定數量的未被移除的含氧官能團，有利于石墨烯對電磁波的吸收損耗。一般來說，還原得到的石墨烯對電磁波的吸收主要是通過介電損耗機制來實現的，為改善其吸波性能，常需要將具有磁損耗特性的材料引入到石墨烯表面來提高其磁導率，改善其阻抗匹配特性。在現有已報道的研究中，磁性粒子通常是在石墨烯表面的缺陷處負載，因此石墨烯的介電性能難以提高，影響了材料的阻抗匹配性。此外，石墨烯的制備過程和磁性材料的負載常常是分開的，可能會造成后期應用的成本提高。

發明內容

基于以上技術背景，本發明人采用水熱法對金屬鹽和氧化石墨烯進行高溫高壓處理，分離得到的中間產物再進一步退火處理，制得石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料。引入的磁性物質在石墨烯表面分布均勻，改善了材料的阻抗匹配特性，因此得到的石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料具有優異的吸波性能，該制備方法工藝簡單高效。

本發明的第一方面在于提供一種石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料，該材料由氧化石墨烯和金屬鹽通過水熱法制得；

其中，所述金屬鹽選自含鐵、鈷、鎳的有機鹽和無機鹽中的一種或幾種；

所述金屬鹽和氧化石墨烯的質量比為(3～15)：1。

本發明的第二方面在于提供本發明第一方面所述的石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

步驟1、將經過預處理的氧化石墨烯、金屬鹽、乙酸鈉和聚乙二醇進行水熱反應；

其中，所述金屬鹽選自含鐵、鈷、鎳的有機鹽和無機鹽；

所述金屬鹽和氧化石墨烯的質量比為(3～15)：1

步驟2、將步驟1中獲得的產物進行分離和洗滌，得到石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料中間產物；

步驟3、將石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料初產物進行退火處理，制得最終產物。

本發明提供的制備方法及由此制備的復合材料具有以下優勢：

(1)本發明所述的石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料的制備方法簡單，制備效率高；

(2)本發明所述的石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料中磁性材料在石墨烯表面分布均勻；

(3)本發明所述的石墨烯/金屬氧化物/金屬三元納米復合磁性材料具有優異的吸波性能。

附圖說明

圖1示出不同退火溫度下的rGO-Fe₃O₄的XRD圖譜；