The invention provides a three-dimensional porous graphene/boron nitride composite material and a preparation method thereof. The three-dimensional porous graphene/boron nitride composite material is prepared by microwave reaction from graphene oxide and hexagonal boron nitride (h_BN). The preparation method is as follows: under vacuum condition, the graphene oxide/boron nitride mixture is reacted for 2-40 s under the microwave power of 1000W-8000W and cooled to room temperature. The invention adopts microwave method to prepare three-dimensional porous graphene/boron nitride composite material, which is simple to operate and easy to realize, and can produce three-dimensional porous graphene/boron nitride composite material with adjustable electromagnetic wave loss performance by controlling the ratio of raw materials, microwave power and reaction time.
【技术实现步骤摘要】
一种三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料及其制备方法
本专利技术属于功能材料
,具体涉及一种三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料及其制备方法。
技术介绍
微波吸收材料是指能有效接收入射电磁波,并使其转化成热能消耗或利用相干相消,从而使目标回波强度显著减弱的一类电磁功能材料。目前,常用的微波损耗材料有铁氧体、导电炭黑、石墨和碳纤维及碳化硅纤维等,但这些材料存在密度较大、易氧化等固有缺点。故新型微波吸收材料总是最大限度地追求“轻、薄、宽、强”特性。石墨烯的出现最大程度上满足了新型吸波材料的发展要求,它轻质、层薄,电磁波在石墨烯堆叠、自组装后经层间多次折/反射与表面起伏区/褶皱区散射协同耗散增大消耗,从而提高纯石墨烯的吸波性能。同时利用氧化石墨烯优异的反应还原性,与不同损耗机制(介电型损耗和磁损耗)材料进行多元复合,实现对电磁波强损耗的发展要求。目前,经氧化石墨烯与其它物质复合后还原制备石墨烯基吸波材料的方法较多,通常采用高温热还原法,这就带来反应合成温度较高(900-1300℃)、需要保护性气氛(氮气或氩气)和反应时间较长(8-10h)等不利因素,且能耗较大。(AdvancedMaterials.2012;24(36):4878-4895.NatureMaterials.2010;9(5):430-435.)因此,经济环保的石墨烯基复合材料的制备和应用成为必要。三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料是一种电磁波损耗性能优异的吸波材料,它具有密度低、层厚度薄、吸波频段和吸波强度可调、合成成本低、合成工艺简单等诸多优势,因而成为新一代电磁波损耗材料的佼佼者(JournalofC ...
【技术保护点】
1.一种三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料,其元素组成为:碳元素10~90wt%,硼元素4~45wt%,氮元素4~42wt%,氧元素1~15wt%。
【技术特征摘要】
1.一种三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料,其元素组成为:碳元素10~90wt%,硼元素4~45wt%,氮元素4~42wt%,氧元素1~15wt%。2.根据权利要求1所述的三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料,其特征在于:所述三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料由氧化石墨烯和六方氮化硼为原料经微波反应制备得到。3.制备权利要求1或2所述的三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料的方法,包括:1)将单层或少层分散良好的氧化石墨烯和六方氮化硼溶液混合,得到混合溶液;2)在空气气氛下,将所述混合溶液干燥得到氧化石墨烯/氮化硼混合物;将所得氧化石墨烯/氮化硼混合物在真空微波条件下反应,得到三维多孔石墨烯/氮化硼复合材料。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述方法步骤1)中,所述混合溶液中,氧化石墨烯与六方氮化硼的质量比为1:0.11~9。5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于:所述混合溶液按照下述方法进行配制:将单层或少层分散良好的氧化石墨烯水溶液或醇溶液与单层或少层分散良好的氮化硼的水溶液或醇溶液混合,超声处理,得到氧化石墨烯与六方氮化硼的混合溶液;其中,所述超声处理的超声功率为20~80W,频率为30~70KHz;所述超声处理的时间为10~30min。6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法,其特征在于:步骤2)中,所述微波的微波功率为1000W~8000W,所述反应的时间为2~40s。7.根据权利要求3-6中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员:康越,马天,李伟,刘凯峰,任鹏飞,邹挺,
申请(专利权)人:军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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