CN113930051B - 碳基复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳基复合材料及其制备方法与应用。该碳基复合材料包括碳纤维基层；粘结层，粘结层负载在碳纤维基层的表面；及改性氧化石墨烯材料层，改性氧化石墨烯材料层形成于粘结层的表面；其中，氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。该碳基复合材料能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域，特别是涉及一种碳基复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着现代科技的发展和人们生活水平的提高，高科技的电器产品得到越来越多的人青睐，手机、电脑、电磁炉等给人们带来便利的同时，电磁辐射给人们的危害也越来越大。为了减少电磁辐射给人们带来的危害，电磁屏蔽材料的需求也越来越大。
传统技术中采用的电磁屏蔽材料主要以在金属壳体或绝缘高分子材料中添加导电填料形成的复合材料为主。一方面，金属壳体对电磁波进行全反射效应，导致相应电磁屏蔽材料内部电磁紊乱，电磁环境恶化，对内部元器件自身造成一定电磁干扰，使设备产生故障可能性增加。另一方面，高分子材料中添加导电剂多为导电炭黑，导电炭黑与大分子量高分子材料的极性不同，使炭黑在高分子树脂中的分散性较差，不能形成导电网络，存在复合材料导电性差、导电不均匀性等缺点。技术人员尝试采用碳纤维制备电磁屏蔽材料，碳纤维具有轻质、力学强度高、导热性好、模量比高以及良好的导电特性等特性，相比于传统高强钢、铝合金、钛合金等轻质金属材料，碳纤维复合材料具有明显的减重优势。然而，大量研究证明：碳纤维虽然具有一定电磁屏蔽性能，但是存在吸收损耗低、吸收频带窄等问题，难以满足日渐增益的军工和车用等领域对电磁屏蔽效果的要求。此外，碳纤维布在实际使用过程中，不可避免会吸尘从而滋生细菌，产生霉变反应，不仅不美观，而且造成材料稳定性差，降低服役期。
因此，现有技术仍有待发展。
发明内容
基于此，本发明提供了一种碳基复合材料及其制备方法与应用，该碳基复合材料能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能。
本发明的技术方案如下。
本发明的一方面提供了一种碳基复合材料，所述碳基复合材料包括：
碳纤维基层；
粘结层，所述粘结层负载在所述碳纤维基层的表面；及
改性氧化石墨烯材料层，所述改性氧化石墨烯材料层形成于所述粘结层的表面；
其中，所述改性氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆所述三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。
在其中一些实施例中，改性氧化石墨烯材料层采用氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液混合制成，氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液的体积比为(100:5)～(60:120)；氧化石墨烯材料分散液的浓度为8mg/mL～15mg/mL。
在其中一些实施例中，所述改性氧化石墨烯材料层的厚度为150nm～500nm。
在其中一些实施例中，所述粘结层采用碳纤维浸渍胶形成。
在其中一些实施例中，所述碳纤维基层的材质为碳纤维或碳纤维与树脂的复合材料。
本发明的另一方面，提供一种碳基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
提供碳基布，所述碳基布包括碳纤维基层和负载于所述碳纤维基层的表面的粘结层；
在所述碳基布的所述粘结层的表面形成改性氧化石墨烯材料层；
其中，所述氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆所述三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。
在其中一些实施例中，所述形成改性氧化石墨烯材料层的步骤包括如下步骤：
将氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液混合，得到混合溶液；
将所述碳基布浸渍于所述混合溶液中，然后干燥。
在其中一些实施例中，所述氧化石墨烯材料分散液和所述含三角银纳米粒子溶液的体积比为(100:5)～(60:120)；氧化石墨烯材料分散液的浓度为8mg/mL～15mg/mL。
在其中一些实施例中，所述浸渍的条件为：于40℃～100℃下浸渍30min～120min。
本发明进一步提供一种电磁屏蔽设备，所述电磁屏蔽设备包括如上所述的碳基复合材料。
上述碳基复合材料包括：碳纤维基层、负载在碳纤维基层的表面的粘结层及负载在粘结层的表面的改性氧化石墨烯材料层；一方面，粘结层具有粘接性能，改性氧化石墨烯材料层能通过粘结层均匀包覆在碳纤维表面，进一步提高碳纤维的电磁波吸收性能；同时粘结层能保护碳纤维不直接与改性氧化石墨烯材料层接触，维持了碳纤维本身结构的完整性，从而保持其优异的电磁屏蔽性能；另一方面，改性氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料，氧化石墨烯材料作为三角银纳米粒子的载体，且包覆住三角银纳米粒子，从而避免三角银纳米粒子的尖端原子受外界环境影响而钝化，保持其优异的抗菌活性。如此，各层材料协同配合，使碳基复合材料能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能。
附图说明
图1为实施例1的碳基布的扫描电子显微镜图；
图2为实施例1中制得的三角银纳米粒子的透射电子显微镜图；
图3为实施例1制得的碳基复合材料的扫描电子显微镜图；
图4为实施例1制得的碳基复合材料的EDS碳元素分层图；
图5为实施例1制得的碳基复合材料的EDS银元素分层图；
图6为实施例1制得的碳基复合材料的元素的质量百分含量图；
图7为实施例1制得的碳基复合材料的反射损耗随频率的变化曲线图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
传统技术中，技术人员尝试采用碳纤维制备电磁屏蔽材料，碳纤维具有轻质、力学强度高、导热性好、模量比高以及良好的导电特性等特性，相比于传统高强钢、铝合金、钛合金等轻质金属材料，碳纤维复合材料具有明显的减重优势。然而，大量研究证明：碳纤维虽然具有一定电磁屏蔽性能，但是存在吸收损耗低、吸收频带窄等问题，难以满足日渐增益的军工和车用等领域对电磁屏蔽效果的要求。此外，碳纤维布在实际使用过程中，不可避免会吸尘从而滋生细菌，产生霉变反应，不仅不美观，而且造成材料稳定性差，降低服役期。
而本发明的技术人员创造性地提出采用氧化石墨烯材料和高抗菌性的三角银纳米粒子对碳纤维进行改性，然而在进一步的实验探索过程中，本发明的技术人员发现：采用传统的共浸渍的方法将碳纤维、三角银纳米粒子和氧化石墨烯材料复合，其制得的复合材料的电磁屏蔽和抗菌性能反而不高。
本发明的技术人员在经过大量实验探究之后进一步发现：将碳纤维、三角银纳米粒子和氧化石墨烯材料浸渍复合时，三角银纳米粒子和氧化石墨烯材料反而会打乱碳纤维原有的结构，导致其电磁屏蔽性能降低，且三角银纳米粒子的尖端原子处于高自由能状态，接触外界环境后极易钝化，导致抗菌活性大大降低。在经过大量实验研究后，本发明的技术人员获得本发明中能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能的碳基复合材料。
本发明一实施方式提供一种碳基复合材料，该碳基复合材料包括：
碳纤维基层；
粘结层，粘结层负载在碳纤维基层的表面；及
改性氧化石墨烯材料层，改性氧化石墨烯材料层形成于粘结层的表面；
其中，氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。
上述碳基复合材料包括：碳纤维基层、负载在碳纤维基层的表面的粘结层及负载在所述粘结层的表面的改性氧化石墨烯材料层；一方面，粘结层具有粘接性能，改性氧化石墨烯材料层能通过粘结层均匀包覆在碳纤维的表面，进一步提高碳纤维的电磁波吸收性能；同时粘结层能保护碳纤维不直接与改性氧化石墨烯材料层接触，维持了碳纤维本身结构的完整性，从而保持其优异的电磁屏蔽性能；另一方面，氧化石墨烯材料层包括三角银纳米粒子及包覆三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料，氧化石墨烯材料作为三角银纳米粒子的载体，且包覆住三角银纳米粒子，从而避免三角银纳米粒子的尖端原子受外界环境影响而钝化，保持其优异的抗菌活性。如此，各层材料协同配合，使碳基复合材料能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能。
在其中一些实施例中，改性氧化石墨烯材料层采用氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液混合制成，氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液的体积比为(100:5)～(60:120)；氧化石墨烯材料分散液的浓度为8mg/mL～15mg/mL。
上述三角银纳米粒子溶液采用三角银纳米粒子采用光诱导法直接合成；具体步骤如下：
首先在97ml去离子水中加入1ml的AgNO3(10-2M)溶液和2ml的柠檬酸钠(Na3C6H5O7)(0.05M)溶液，剧烈搅拌10min；将80μL新鲜配置的硼氢化钠(NaBH4)(10-2M)溶液缓缓滴加上述溶液中，溶液由无色变为亮黄色后，加入500μL的NaOH(0.1M)水溶液，调节反应环境的pH值为11，搅拌5min后，获得Ag种子；最后在光诱导下制得三角银纳米粒子溶液。
进一步地，光诱导步骤采用自制LED灯，波长大小可以调控；具体地，在520nm波长诱导制得三角银纳米粒子。
在其中一些实施例中，改性氧化石墨烯材料层的厚度为150nm～500nm。
在其中一些实施例中，碳纤维基层的厚度为200μm～500μm。
在其中一些实施例中，粘结层的厚度为500nm～50um。
在其中一些实施例中，氧化石墨烯材料为氧化石墨烯片；进一步地，改性氧化石墨烯材料层中的氧化石墨烯片的表面与粘结层的表面平行。换言之，改性氧化石墨烯材料层中的氧化石墨烯片通过水平分布成膜。
在其中一些实施例中，粘结层采用碳纤维浸渍胶形成。
本发明中的碳纤维浸渍胶可采用本领域中常用的碳纤维浸渍胶。
在其中一些实施例中，碳纤维基层的材质为碳纤维或碳纤维与树脂的复合材料。
可理解，碳纤维基层的材质为碳纤维可以是单独的碳纤维，也可以是碳纤维与树脂的复合材料。
在其中一些实施例中，上述碳纤维与树脂的复合材料中的树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯和丙烯酸树脂中的至少一种。
在一具体的示例中，碳纤维基层的材质为碳纤维/环氧树脂复合材料。
本发明一实施方式提供一种碳基复合材料的制备方法，包括以下步骤S10～S20。
步骤S10、提供碳基布，碳基布包括碳纤维基层和负载于碳纤维基层的表面的粘结层。
可理解，上述碳基布可以直接采用商品化的碳基布，也可以自制。自制时，采用碳纤维布上胶，从而在碳纤维布的表面形成粘结层，干燥即可得到碳基布。具体的，上胶步骤采用的胶水为碳纤维浸渍胶。
先在碳纤维基层表面形成粘结层，粘结层能保护碳纤维不直接与的不与改性氧化石墨烯材料层接触，维持了碳纤维本身结构的完整性，从而保持其优异的电磁屏蔽性能。
步骤S20、在步骤S10提供的碳基布的粘结层的表面形成改性氧化石墨烯材料层；其中，氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。
粘结层具有粘接性能，改性氧化石墨烯材料层能通过粘结层均匀包覆碳纤维，进一步提高碳纤维的电磁波吸收性能；且氧化石墨烯材料层包括三角银纳米粒子及包覆三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料，氧化石墨烯材料作为三角银纳米粒子的载体，且包覆住三角银纳米粒子，从而避免三角银纳米粒子的尖端原子受外界环境影响而钝化，保持其优异的抗菌活性。如此，各层材料协同配合，使碳基复合材料能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能。
在其中一些实施例中，步骤S20中，形成改性氧化石墨烯材料层的步骤包括如下步骤S21～S22。
步骤S21、将氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液混合，得到混合溶液。
在其中一些实施例中，所述氧化石墨烯材料分散液和所述三角银纳米粒子溶液的体积比为(100:5)～(60:120)。
上述三角银纳米粒子溶液采用三角银纳米粒子采用光诱导法直接合成；具体步骤如下：
首先在97ml去离子水中加入1ml的AgNO3(10-2M)溶液和2ml的柠檬酸钠(Na3C6H5O7)(0.05M)溶液，剧烈搅拌10min；将80μL新鲜配置的硼氢化钠(NaBH4)(10-2M)溶液缓缓滴加上述溶液中，溶液由无色变为亮黄色后，加入500μL的NaOH(0.1M)水溶液，调节反应环境的pH值为11，搅拌5min后，获得Ag种子；最后在光诱导下制得三角银纳米粒子溶液。
进一步地，光诱导步骤采用自制LED灯，波长大小可以调控，具体地，在520nm波长诱导制得三角银纳米粒子。
氧化石墨烯材料分散液的浓度为8mg/mL～15mg/mL。
进一步地，氧化石墨烯材料为氧化石墨烯片，如此，改性氧化石墨烯材料层中的氧化石墨烯片的表面与粘结层的表面平行。换言之，氧化石墨烯片通过水平分布成膜，且包覆三角银纳米粒子，形成改性氧化石墨烯材料层。
在其中一些实施例中，上述三角银纳米粒子溶液和/或氧化石墨烯材料分散液采用的溶剂为水或乙醇。
在一具体示例中，采用的混合溶液的体积为60mL～100mL；碳基布尺寸范围为30mm×30mm。
步骤S21、将碳基布浸渍于步骤S21获得的混合溶液中，然后干燥。
在其中一些实施例中，浸渍的条件为：于40℃～100℃下浸渍30min～120min。
在其中一些实施例中，上述干燥的温度为60℃～150℃。
进一步地，本发明还提供一种电磁屏蔽设备，包括如上所述的碳基复合材料。
在其中一些实施例中，氧化石墨烯材料采用Hummers方法制备。
在其中一些实施例中，三角银纳米粒子采用光诱导法合成。
上述电磁屏蔽设备包括但不限于各类电磁屏蔽元件，如屏蔽器、屏蔽罩等，以及采用该电磁屏蔽元件制备的器件，如笔记本电脑、GPS、ADSL、移动电话、网络硬件(服务器等)、医疗仪器、家用电子产品和航天及国防等电子设备。
下面将结合具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于下述实施例，应当理解，所附权利要求概括了本发明的范围，在本发明构思的引导下本领域的技术人员应意识到，对本发明的各实施例所进行的一定的改变，都将被本发明的权利要求书的精神和范围所覆盖。
具体实施例
以下为具体实施例。
实施例1
(1)提供碳基布，碳基布包括碳纤维基层和负载于碳纤维基层的表面的粘结层。碳基布的扫描电子显微镜图如图1所示，可明显看到在碳纤维基层的表面负载了粘结层。
(2)石墨烯纳米片采用改进的Hummers方法制备。具体地，将6g石墨粉，4.5g硝酸钠(NaNO3)和207ml浓硫酸(H2SO4)放入500ml的锥形瓶中，再放入冰水浴锅中，缓慢加入27g高锰酸钾(KMnO4)，冰水浴12h后，取出锥形瓶放入35℃的水浴锅中，恒温1h，再放入60℃的水浴锅中，恒温18h，然后加入600ml冰水稀释均匀，逐滴加入双氧水(H2O2)至溶液无气泡产生且颜色变为亮黄色，静置24h后，用10％盐酸洗涤离心3次，而后用水洗涤离心6次，得到氧化石墨烯胶体，经超声分散后得到氧化石墨烯纳米片。
(3)三角银纳米粒子采用光诱导法合成。具体地，首先在97ml去离子水中加入1ml的AgNO3(10-2M)溶液和2ml的柠檬酸钠(Na3C6H5O7)(0.05M)溶液，剧烈搅拌10min；将80μL新鲜配置的硼氢化钠(NaBH4)(10-2M)溶液缓缓滴加上述溶液中，溶液由无色变为亮黄色后，加入500μL的NaOH(0.1M)水溶液，调节反应环境的pH值为11，搅拌5min后，获得Ag种子；采用自制LED灯，波长大小可以调控，具体地，在520nm波长诱导制得三角银纳米粒子，透射电镜图如图2所示。
(4)将步骤(2)制得的氧化石墨烯纳米片胶体(浓度为15mg/mL)，分散在120mL水中，形成氧化石墨分散液200mL，浓度为6mg/mL，然后将步骤(3)制得的含三角银纳米粒子溶液(8mL步骤3中制得的溶液，直接称取用量)，与氧化石墨烯分散液充分混合，形成混合溶液。
将步骤(1)提供的碳基布浸渍于混合溶液中，60℃下浸渍120min后取出，放入60℃干燥箱中充分干燥，碳基复合材料，其中形成的改性氧化石墨烯材料层的厚度为300nm。
(5)对碳基复合材料进行性能测试：具体测试过程如下。
1、将碳基复合材料置于场发射扫描电子显微镜观察，扫描电子显微镜图如图3所示，氧化石墨烯片通过水平分布成膜，在碳基复合材料的外表面未检测三角银纳米粒子，三角银纳米粒子被包裹在氧化石墨烯片层间。
2、对碳基复合材料进行EDS能谱检测，EDS碳元素分层图如图4所示，EDS银元素分层图如图5所示；进一步地，碳基复合材料的元素的质量百分含量图如图6所示。
3、对碳基复合材料的抗菌效果进行测试，采用平板菌落计数法。具体地如下：
培养大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，并别配置浓度为107CFU/mL的大肠杆菌溶液和金黄色葡萄球菌溶液。
将碳基复合材料裁剪成10mm×10mm大小的方片，分别取两块方布分别置于5mL微量离心管底部，在两个离心管中分别加入10μL浓度为107CFU/mL的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌溶液，作为实验组；另分别取10μL浓度为107CFU/mL的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌溶液涂在LB琼脂平板上，作为对照组。
将实验组和对照组在37℃下培养4h，然后将培养后的样品转移至新管，剧烈搅拌下，取冷冻处理至4℃，再用生理盐水1mL进行洗涤，将大肠杆菌或金黄色葡萄球菌从样品上洗下，得到悬液；取100μL悬液进行梯度稀释，稀释浓度分别为10-1，10-2，10-3浓度，然后从每个稀释液也中取100μL均匀涂在LB琼脂平板上，37℃下培养18h，再对菌落计数。每个稀释浓度涂布3块平板，重复三次取平均值，并计算抑菌率。
结果表明：碳基复合材料对大肠杆菌或金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99％和99％。
4、对碳基复合材料的电磁屏蔽性能效果进行测试，具体对碳基复合材料对X-band电磁波的屏蔽效果进行测试，采用网络矢量分析仪，自由空间法。具体如下：
将碳基复合材料样品裁剪成23mm×10mm、厚度为2mm的测试样品，放到发射和接收天线之间，测量样品的传输线的传输和反射参数，利用测量软件，计算测量参数，X-band的频段为8.2～12.4GHz，反射损耗随频率的变化曲线图如图7所示。由结果可知：碳基复合材料在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，当频率为10.1GHz时，最大反射损耗达到-23.2dB。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于：步骤(4)将步骤(2)制得的氧化石墨烯纳米片胶体浓度为10mg/mL，分散在80mL水中，形成氧化石墨烯分散液200mL，浓度为6mg/mL，然后将步骤(3)制得的含三角银纳米粒子溶液20mL与氧化石墨烯分散液充分混合，形成混合溶液。
其余步骤与实施例1相同。
测试结果表明：实施例2制得的碳基复合材料对大肠杆菌或金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99.99％和99.99％。在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，当频率为10.1GHz时，最大反射损耗达到-19.7dB
实施例3
步骤(4)将步骤(2)制得的氧化石墨烯纳米片胶体浓度为8mg/mL分散在水50mL中，形成氧化石墨烯分散液200mL，浓度为6mg/mL，然后将步骤(3)制得的含三角银纳米粒子溶液100mL与氧化石墨烯分散液充分混合，形成混合溶液。
其余步骤与实施例1相同。
测试结果表明：实施例2制得的碳基复合材料对大肠杆菌或金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99.99％和99.99％。在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，当频率为10.1GHz时，最大反射损耗达到-15.4dB
对比例1
(1)提供未经碳纤维浸渍胶处理的碳纤维布。
(2)同实施例1步骤(2)。
(3)同实施例1步骤(3)。
(4)将步骤(2)制得的氧化石墨烯纳米片胶体浓度为15mg/mL，分散在水100mL中，形成氧化石墨烯溶液，然后将步骤(3)制得的含三角银纳米粒子的溶液8mL、碳纤维浸渍胶20mL与氧化石墨烯溶液充分混合，形成混合溶液。
将步骤(1)提供的碳纤维布浸渍于混合溶液中，60℃下浸渍120min后取出，放入60℃干燥箱中充分干燥，碳基复合材料。
测试结果表明：对比例1制得的碳基复合材料对大肠杆菌或金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为90％和90％，当频率为10.1GHz时，最大反射损耗达到-15.6dB。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种碳基复合材料，其特征在于，所述碳基复合材料包括：
碳纤维基层；
粘结层，所述粘结层负载在所述碳纤维基层的表面；及
改性氧化石墨烯材料层，所述改性氧化石墨烯材料层形成于所述粘结层的表面；
其中，所述改性氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆所述三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料；
所述氧化石墨烯材料为氧化石墨烯片；
所述改性氧化石墨烯材料层采用氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液混合制成，所述氧化石墨烯材料分散液和所述三角银纳米粒子溶液的体积比为(100:5)～(60:120)；所述氧化石墨烯材料分散液的浓度为8mg/mL～15mg/mL；
所述粘结层的厚度为500nm～50um；
所述碳纤维基层的厚度为200μm～500μm；
所述改性氧化石墨烯材料层的厚度为150nm～500nm。
2.如权利要求1所述的碳基复合材料，其特征在于，所述粘结层采用碳纤维浸渍胶形成。
3.如权利要求1所述的碳基复合材料，其特征在于，所述碳纤维基层的材质为碳纤维，或碳纤维与树脂的复合材料。
4.如权利要求3所述的碳基复合材料，其特征在于，所述树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯和丙烯酸树脂中的至少一种。
5.如权利要求1～4任一项所述的碳基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供碳基布，所述碳基布包括碳纤维基层和负载于所述碳纤维基层的表面的粘结层；
在所述碳基布的所述粘结层的表面形成改性氧化石墨烯材料层；
其中，所述氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆所述三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。
6.如权利要求5所述的碳基复合材料的制备方法，其特征在于，所述形成改性氧化石墨烯材料层的步骤包括如下步骤：
将氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液混合，得到混合溶液；
将所述碳基布浸渍于所述混合溶液中，然后干燥。
7.如权利要求6所述的碳基复合材料的制备方法，其特征在于，所述浸渍的条件为：于40℃～100℃下浸渍30min～120min。
8.一种电磁屏蔽设备，其特征在于，所述电磁屏蔽设备包括如权利要求1～4任一项所述的碳基复合材料。
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