本发明专利技术公开了一种可呼吸石墨烯膜在检测光强稳定性中的应用，所述应用通过检测可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能来实现，可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能数据越不稳定，光强稳定性越低。具有导热性能(1800‑2600 W/mK)的可呼吸石墨烯膜在光照下快速升温膨胀，屏蔽效能提高。通过该石墨烯膜可实现对光强稳定性的高灵敏度检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型导热、吸波以及电磁屏蔽材料的应用，尤其涉及一种可呼吸石墨烯膜在检测光强稳定性中的应用。
技术介绍
2010年，英国曼彻斯特大学的两位教授Andre GeiM和Konstantin Novoselov因为首次成功分离出稳定的石墨烯获得诺贝尔物理学奖，掀起了全世界对石墨烯研究的热潮。石墨烯有优异的电学性能(室温下电子迁移率可达2×105cM2/Vs)，突出的导热性能(5000W/(MK)，超常的比表面积(2630M2/g)，其杨氏模量(1100GPa)和断裂强度(125GPa)。石墨烯优异的导电导热性能完全超过金属，同时石墨烯具有耐高温耐腐蚀的优点，而其良好的机械性能和较低的密度更让其具备了在电热材料领域取代金属的潜力。宏观组装氧化石墨烯或者石墨烯纳米片的石墨烯膜是纳米级石墨烯的主要应用形式。通过进一步的高温处理，能够修补石墨烯的缺陷，能够有效的提高石墨烯膜的导电性和热导性，可以广泛应用于智能手机、智能随身硬件、平板电脑、笔记本电脑等高散热需求随身电子设备中去。目前石墨烯膜的应用限制于独立的功能性材料，例如导热膜、导电膜、吸波膜、屏蔽膜。单一的功能明显不能满足未来科技进步复杂的需求。为此，我们利用超大片无碎片石墨烯做基底设计了可呼吸石墨烯膜，一呼一吸之间完成导热导电和吸波屏蔽之间功能的转换。为多功能器件的设计提供的新的思路。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种可呼吸石墨烯膜在检测光强稳定性中的应用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种可呼吸石墨烯膜在检测光强稳定性中的应用，所述应用通过检测可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能来实现，可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能数据越不稳定，光强稳定性越低。所述可呼吸石墨烯膜由平面取向的平均尺寸大于100μm的石墨烯片通过ππ共轭作用相互搭接而成。其中包含由1-4层石墨烯片构成的石墨烯结构。且石墨烯片的缺陷极少，其ID/TG＜0.01。进一步地，所述可呼吸石墨烯膜的制备方法如下：(1)将平均尺寸大于100μm的氧化石墨烯配制成浓度为6～30mg/mL氧化石墨烯水溶液，在溶液中加入质量分数0.1-5％的助剂(即助剂在溶液中的质量分数为0.1-5％)，所述助剂为无机盐、有机小分子或高分子；超声分散后，倒在模具板上烘干成氧化石墨烯膜，然后用还原剂进行还原；(2)将还原后的石墨烯薄膜在惰性气体氛围下先以0.1-0.5℃/min的速率升温到500-700℃，保温0.5-2h；(3)在惰性气体氛围下以1-3℃/min的速率升温到1000-1200℃，保温0.5-3h；(4)在惰性气体氛围下以5-8℃/min的速率升温到2500-3000℃，保温0.5-4h，自然降温后即可得到多孔的可呼吸石墨烯膜。所述的无机盐选自碳酸氢铵、尿素、硫脲、偶氮二甲酰胺；有机小分子选自甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400；高分子选自纤维素、明胶、壳聚糖、水性聚氨酯、丙烯酸乳液等。所述步骤1中平均尺寸大于100um的氧化石墨烯通过以下方法得到：(1)将Modified-Hummer法获得的氧化石墨片的反应液稀释后，于140目的网筛进行过滤，得到过滤产物；(2)将步骤1获得的过滤产物于冰水按照体积比1：10混合均匀后，静置2h，逐滴加入双氧水(H2O2的质量分数为30％)，直到混合液的颜色不再改变(即混合液中的高锰酸钾已完全去除)；(3)向步骤2处理后的混合液中逐滴加入浓盐酸(浓度为12mol/L)，直到絮状的氧化石墨消失，再用140目的网筛过滤出氧化石墨晶片；(4)将步骤3获得的氧化石墨晶片置于摇床中，20～80转/min，震荡洗涤，使得氧化石墨晶片剥离，得到无碎片超大片的氧化石墨烯，平均尺寸大于100um，分布系数在0.2-0.5之间。所述步骤1中的Modified-Hummer法具体为：在-10℃下，将高锰酸钾充分溶解于质量分数为98％的浓硫酸中，加入石墨，60转/分钟搅拌2h后停止搅拌，在低温(-10-20℃)下反应6-48h，得到宽分布的氧化石墨片反应液；所述的石墨、高锰酸钾与浓硫酸质量体积比为：1g：2-4g：30-40ml，石墨的粒度大于150μm。所述网筛为钛合金等耐酸网筛。所述步骤1中，氧化石墨片的反应液通过浓硫酸等稀释剂进行稀释，稀释剂的体积为反应液体积的1-10倍。本专利技术阐述了一种可在导热性能和电磁屏蔽性能之间转换的多功能石墨烯膜的新应用，并该石墨烯膜由平面取向的平均尺寸大于100μm的石墨烯片通过ππ共轭作用相互搭接而成。大共轭结构保证了石墨烯之间的通路的畅通，且1-4层石墨烯片构成的石墨烯结构的引入，极大的提升了材料的导电性能；在未搭接处，石墨烯片与片之间形成空腔，当石墨烯膜置于高强度的光照下，通过石墨烯快速导热，使得其腔内气体快速升温膨胀，另一方面，高温下，褶皱本身有舒展的趋势，同时，在气体膨胀作用下，腔壁的褶皱被气体撑开，逐渐变得光滑；大空腔、光滑腔壁辅助以较好的导电性能，使其膜具有极强的电磁屏蔽性能。光照强度越高，电磁屏蔽性能越好。当需要重复利用时，采用高压条件将微气囊进行压缩即可。附图说明图1为过滤前的氧化石墨晶体(左)，过滤后的氧化石墨晶体(右)。图2为过滤前的氧化石墨烯(左)，过滤后的氧化石墨烯(右)。图3为50度下反应得到的氧化石墨烯。图4为50度下反应得到的氧化石墨烯尺寸分布(左)，20度下反应得到的氧化石墨烯尺寸分布(右)。图5为可呼吸石墨烯膜呼和吸状态下截面图。图6为不同功率光照下的电磁屏蔽曲线图。具体实施方式本专利技术通过使用超大片氧化石墨烯成膜，其中平面取向的平均尺寸大于100μm的石墨烯片在构成本专利技术石墨烯膜的过程中有着重要作用，本专利技术在氧化石墨晶体水洗之前，采用网筛分离的办法，将碎片分离出。并采用10倍以上体积的冰水进行稀释，使得其晶片不会因硫酸的溶解热而得到破坏。进一步采用摇床震荡洗涤，使得氧化石墨烯片层在剥离的时候避免了机械力的破碎。进一步地，本专利技术还通过低温条件制备石墨烯片，在低温下，高锰酸钾氧化性比较弱，其自分解产生氧气的速率比较慢，因此气体对氧化石墨晶体的破碎作用就很弱，使得大片层的氧化石墨烯得以保存。而且反应过程以及清洗过程中没有剧烈的搅拌和超声过程，因此片层基本上没有破碎。综合以上几点，我们得到了超大片的无碎片的氧化石墨烯，，平均尺寸大于87um，分布系数在0.2-0.5之间，碎片含量低于1％。下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的描述。本实施例只用于对本专利技术做进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述专利技术的内容做出一些非本质的改变和调整，均属于本专利技术的保护范围。实施例1：无碎片超大片的氧化石墨烯的制备实施例1-1(1)在-10℃下将高锰酸钾缓慢加入到快速搅动的浓硫酸中，待充分溶解后，加入石墨，60转/分钟缓慢搅拌2h后停止搅拌，在20℃、50℃下分别反应6h，分别得到宽分布的氧化石墨晶体；如图1所示，两种温度下得到的氧化石墨晶片中均存在较多的碎片，这使得其对应的氧化石墨烯同样有很多的碎片(图2)。(2)将步骤1得到的反应液用浓硫酸稀释(稀释倍数可以为任意倍数，本实施例稀释了10倍左右)，并用150um孔径(140目)的钛合金网筛将氧化石墨晶体过滤出来本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可呼吸石墨烯膜在检测光强稳定性中的应用，其特征在于,所述应用通过检测可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能来实现，可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能数据越不稳定，光强稳定性越低；所述可呼吸石墨烯膜由平面取向的平均尺寸大于100μm的石墨烯片通过ππ共轭作用相互搭接而成；其中包含由1‑4层石墨烯片构成的石墨烯结构；且石墨烯片的缺陷极少，其ID/TG＜0.01。
【技术特征摘要】
1.一种可呼吸石墨烯膜在检测光强稳定性中的应用，其特征在于,所述应用通过检测可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能来实现，可呼吸石墨烯膜的电磁屏蔽性能数据越不稳定，光强稳定性越低；所述可呼吸石墨烯膜由平面取向的平均尺寸大于100μm的石墨烯片通过ππ共轭作用相互搭接而成；其中包含由1-4层石墨烯片构成的石墨烯结构；且石墨烯片的缺陷极少，其ID/TG＜0.01。2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述可呼吸石墨烯膜的制备方法如下：（1）将平均尺寸大于100μm的氧化石墨烯配制成浓度为6~30mg/mL氧化石墨烯水溶液，在溶液中加入质量分数0.1-5%的助剂(即助剂在溶液中的质量分数为0.1-5%)，所述助剂为无机盐、有机小分子或高分子；超声分散后，倒在模具板上烘干成氧化石墨烯膜，然后用还原剂进行还原；（2）将还原后的石墨烯薄膜在惰性气体氛围下先以0.1-0.5oC/min的速率升温到500-700oC，保温0.5-2h；（3）在惰性气体氛围下以1-3oC/min的速率升温到1000-1200oC，保温0.5-3h；（4）在惰性气体氛围下以5-8oC/min的速率升温到2500-3000oC，保温0.5-4h，自然降温后即可得到多孔的可呼吸石墨烯膜。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的无机盐选自碳酸氢铵、尿素、硫脲、偶氮二甲酰胺；有机小分子选自甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400；高分子选自纤维素、明胶、壳聚糖、水性聚氨酯、丙烯酸乳液等。4.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：高超，彭蠡，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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