CN102344775A - 吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料及制法 - Google Patents

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马杨
朱春玲
王铁石
欧阳秋云
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Abstract

本发明提供的是一种吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料及制法。将0.08-0.12克石墨烯加入280-320毫升水中，再向溶液中加入0.05-0.15克Fe(NO3)3·9H2O进行搅拌，离心分离，沉淀物用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥；在氩气下加热到350摄氏度退火处理2个小时得到吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料。本发明的方法制备的薄膜，在其厚度为3-6毫米时，吸收强度均达到了-20dB以下。本发明的制备方法操作简单、适合于工业化生产，能够制备出对高频电磁波具有强吸收特性的石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料。

Description

吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料及制法
技术领域
本发明涉及一种纳米复合材料。本发明也涉及一种纳米复合材料的制备方法。具体地说是一种对高频电磁波具有强吸收特性的石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料及制备方法。
背景技术
当今时代，随着电子技术的发展，电磁波也充满了世界的任何一个角落。电磁波对环境的影响也日益增大，在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞，在医院电话会干扰电子设备而导致诊断仪器误诊。因此，治理电磁波污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料已成为当今一大课题。
随着纳米技术的发展，人们逐渐发现了众多纳米复合材料对电磁波的吸收有着良好的效果，比如四氧化三铁，作为一种磁性材料，纳米结构的四氧化三铁对一定频率范围的电磁波有着较好的吸收特性。所以研究以四氧化三铁为基础的纳米复合材料用于电磁波的吸收屏蔽，引起了越来越多的国内外学者的关注。然而由于现在已知的吸波材料仍存在着一些问题，比如吸收频率范围过小，材料合成的方法过于繁琐不利于实际生产等等，因此对纳米复合吸波材料的研究还需要更进一步的努力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对高频电磁波具有较好吸收效果的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料。本发明的目的还在于提供一种操作简单、适合于工业化生产的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料的制法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料是：将0.08-0.12克石墨烯加入280-320毫升水中，再向溶液中加入0.05-0.15克Fe(NO3)3·9H2O进行搅拌，离心分离，沉淀物用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥；在氩气下加热到350摄氏度退火处理2个小时所得到的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料。
所述的搅拌是在50℃下搅拌两个小时。
本发明的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料的制法为：
(1)将0.08-0.12克石墨烯加入280-320毫升水中溶解分散，再加入0.05-0.15克Fe(NO3)3·9H2O，并将获得的混合溶液在50℃水浴条件下搅拌两个小时，然后将获得的沉淀物离心分离出来，用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥；
(2)在氩气下加热到350摄氏度退火处理2个小时，冷却到室温后得到吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁材料。
所述石墨烯是将乙醇和金属钠同时加入高压釜中，在220摄氏度下反应72小时，然后将所得的产物在空气中灼烧，最后将生产的产物用蒸馏水和乙醇清洗几次所得到的石墨烯。
用本发明的石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料制备20wt％石墨烯/四氧化三铁-石蜡复合薄膜材料，利用T/R同轴传输线测试其电磁参数。最后利用电磁传输线理论计算不同薄膜厚度的电磁波反射率。
本发明提供了一种对高频电磁波具有强吸收特性的石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料的制备方法。利用石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料制备的薄膜，在其厚度为3-6毫米时，吸收强度均达到了-20dB以下。
本发明的制备方法操作简单、适合于工业化生产，能够制备出对高频电磁波具有强吸收特性的石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料。
附图说明
图1为吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料的透射电镜图。
图2为吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料的XRD图谱。
图3为含20wt％石墨烯/四氧化三铁-石蜡复合物在不同厚度下的电磁波反射率。
具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
实施例1：
(1)首先根据文献Nat.Nanotechnol.2009，4，30上的方法合成石墨烯。简单的说，就是将一定量的乙醇和金属钠同时加入高压釜中，在220摄氏度下反应72小时。然后将所得的产物在空气中灼烧，最后将生产的产物用蒸馏水和乙醇清洗几次，便获得了石墨烯。
(2)取一个500毫升容量的烧杯，加入280-320毫升水，然后加入0.08-0.12克石墨烯并且搅拌使其溶解分散，再向溶液中加入0.05克Fe(NO3)3·9H2O，并将获得的混合溶液在50摄氏度水浴条件下搅拌反应两个小时。反应结束后，冷却到室温并将获得的溶液中的沉淀物离心分离出来，用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥。
(3)将获得的产物在氩气环境下加热到350摄氏度退火处理2个小时。冷却到室温后，石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料便由上面的过程制得。
实施例2：
(1)取一个500毫升容量的烧杯，加入280-320毫升水，然后加入0.08-0.12克石墨烯并且搅拌使其溶解分散，再向溶液中加入0.1克Fe(NO3)3·9H2O，并将获得的混合溶液在50摄氏度水浴条件下搅拌反应两个小时。反应结束后，冷却到室温并将获得的溶液中的沉淀物离心分离出来，用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥。
(2)将获得的产物在氩气环境下加热到350摄氏度退火处理2个小时。冷却到室温后，石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料便由上面的过程制得。
实施例3：
(1)取一个500毫升容量的烧杯，加入280-320毫升水，然后加入0.08-0.12克石墨烯并且搅拌使其溶解分散，再向溶液中加入0.15克Fe(NO3)3·9H2O，并将获得的混合溶液在50摄氏度水浴条件下搅拌反应两个小时。反应结束后，冷却到室温并将获得的溶液中的沉淀物离心分离出来，用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥。
(2)将获得的产物在氩气环境下加热到350摄氏度退火处理2个小时。冷却到室温后，石墨烯/四氧化三铁纳米复合材料便由上面的过程制得。

Claims (4)

1.一种吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料，其特征是：是将0.08-0.12克石墨烯加入280-320毫升水中，再向溶液中加入0.05-0.15克Fe(NO3)3·9H2O进行搅拌，离心分离，沉淀物用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥；在氩气下加热到350摄氏度退火处理2个小时所得到的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料。
2.根据权利要求1所述的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料，其特征是：所述的搅拌是在50℃下搅拌两个小时。
3.一种吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料的制法，其特征是：
(1)将0.08-0.12克石墨烯加入280-320毫升水中溶解分散，再加入0.05-0.15克Fe(NO3)3·9H2O，并将获得的混合溶液在50℃水浴条件下搅拌两个小时，然后将获得的沉淀物离心分离出来，用乙醇和蒸馏水清洗几次，在真空的环境下干燥；
(2)在氩气下加热到350摄氏度退火处理2个小时，冷却到室温后得到吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁材料。
4.根据权利要求3所述的吸收高频电磁波的石墨烯与四氧化三铁复合材料的制法，其特征是：所述石墨烯是将乙醇和金属钠同时加入高压釜中，在220摄氏度下反应72小时，然后将所得的产物在空气中灼烧，最后将生产的产物用蒸馏水和乙醇清洗几次所得到的石墨烯。
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