The invention relates to a lightweight, flexible graphene based composite absorbing film and its preparation method, generally speaking, the invention relates to a carbon fiber powder suspension with Fe3O4 nanoparticles and a certain proportion of uniform mixing, adding graphene oxide colloid, fully mixing process of mixture solution, and then through the method of composite membrane material and vacuum drying step thermal reduction preparation of a graphene Fe3O4 nanoparticles carbon fiber. The product prepared by the invention has good film forming condition, which is composed of reduced graphene oxide, Fe3O4 nanoparticle and carbon fiber composite. The performance test shows that the composite film has good tensile strength and ferromagnetism, and has effective electromagnetic shielding effectiveness. The method of preparation of the invention has low cost, easy operation and strong repeatability. The prepared graphene based self supporting composite films have potential applications in the fields of information, electronics, exploration and military industry.
【技术实现步骤摘要】
一种轻质、柔性石墨烯基多元复合吸波膜及其制备方法
:本专利技术涉及一种制备化学修饰的石墨烯膜与Fe3O4纳米粒子、碳纤维复合膜材料的方法,概括地讲,本专利技术是将碳纤维微粉悬浮液与Fe3O4纳米粒子均匀混合后,加入氧化石墨烯胶体,充分搅拌后,再经过干燥和真空分步热还原制备的一种石墨烯-Fe3O4纳米粒子-碳纤维的复合膜材料的方法。
技术介绍
:随着社会的快速发展,电磁波辐射强度的增加和电器设备的多样化,尤其在千兆赫兹频段的电磁波覆盖军工以及移动通信等重要领域,包括近年来大型军用无人机和小型化民用和商用无人机及无人机探测应用的兴起,使得该频段的电磁屏蔽研究受到广泛关注和重视,各种轻质、高强度、具有电磁屏蔽效能的先进复合吸波材料成为了电磁防护材料研究的一个热点。铁氧化物是研究比较成熟的一种传统微波吸收材料,磁导率高,在低频磁场中可以达到很好的屏蔽效能,具有吸收效率高和涂层薄等优点,缺点是自身重量大,无法适应一些特殊场合的用途。为了克服单一材料在结构及性能方面存在的弊端,能更好地拓展铁氧体的应用,有效地拓宽吸波频段,常将铁氧体与其他吸收剂制备复合材料进行使用,所以铁氧体的研究也在朝着纳米化、复合化、多层化等方向发展。但是这类金属氧化物纳米颗粒磁性通常较弱,存在易于团聚的现象,而且高频吸波效应尚待提高。碳纤维作为碳系材料的一种,由于具有优良的电导率,因此对高频磁场的屏蔽更为有效;此外,碳纤维以其优异的力学性能、低的热膨胀系数、高的热导率、耐腐蚀抗氧化等特点,在结构承载和涂覆型吸波剂方面均具有很好的应用前景。新型碳材料单层石墨烯纳米片是由碳原子组成的六角形二维平面薄 ...
【技术保护点】
一种轻质、柔性石墨烯基多元复合吸波膜,其特征在于,结合X‑射线衍射、傅立叶变换红外光谱测试、扫描电子显微镜观察,复合膜材料为还原氧化石墨烯、Fe3O4纳米粒子与碳纤维的复合物;性能测试表明,复合膜具有良好的拉伸强度,最大可达20.24MPa,具有铁磁性,饱和磁化强度与Fe3O4纳米粒子的质量含量存在正向对应关系,在厚度2mm、频率10.64GHz时,最大反射损耗为‑22.18dB,其中低于‑10dB的频带宽度为3.12GHz(9.2‑12.32GHz)。
【技术特征摘要】
1.一种轻质、柔性石墨烯基多元复合吸波膜,其特征在于,结合X-射线衍射、傅立叶变换红外光谱测试、扫描电子显微镜观察,复合膜材料为还原氧化石墨烯、Fe3O4纳米粒子与碳纤维的复合物;性能测试表明,复合膜具有良好的拉伸强度,最大可达20.24MPa,具有铁磁性,饱和磁化强度与Fe3O4纳米粒子的质量含量存在正向对应关系,在厚度2mm、频率10.64GHz时,最大反射损耗为-22.18dB,其中低于-10dB的频带宽度为3.12GHz(9.2-12.32GHz)。2.一种轻质、柔性石墨烯基多元复合吸波膜的制备方法,其特征在于,该发明包括如下步骤:1)利用改进的Hummers方法,制备氧化石墨烯(GO)胶体;2)采用液相氧化法对碳纤维(CF)微粉进行表面处理,处理后用去离子水清洗直中性溶液,干燥备用;3)采用柠檬酸溶解碳纤维微粉,并经超声分散得到碳纤维微粉悬浮液;4)碳纤维悬浮液与Fe3O4纳米粒子以一定比例进行混合,经超声处理得到Fe3O4纳米粒子-碳纤维复合材料的混合溶液,上述比例为质量比例,份数为CF:F=1:1,1:2,1:3,1:6,1:10,1:12,6:1;5)将一定质量的GO胶体加入到4)混合溶液中,机械搅拌得到GO-F-CF溶液;6)将上述5)中的混合溶液转移至平底玻璃皿中并放置于真空干燥箱内,为低真空,真空度为不高于...
【专利技术属性】
技术研发人员:王欣,于显利,杨开宇,王天皓,马存庆,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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