[发明专利]一种常压下制备氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料的方法

说明书

本发明提供了本发明提供了一种氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备方法，包括以下步骤，首先将氧化石墨烯多元醇分散液、三价铁源、碱性调节剂、表面活性剂和促进剂经过混合后，得到混合溶液；然后在常压下，将上述步骤得到的混合溶液进行热反应后，得到氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料。本发明通过添加活性物质及改进生产过程，实现了常压低温度下热反应制备氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料，并且达到四氧化三铁的均匀分布，有效的避免氧化石墨烯团聚，不使用高危害还原剂，避免了环境污染。而且工艺简单易于操作，可实现规模化制备。

技术领域

本发明属于吸波材料技术领域，涉及一种氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备方法，尤其涉及一种常压下制备氧化石墨烯/四氧化三铁复合吸波材料的方法。

背景技术

随着微波和通讯技术的飞速发展，日趋严峻的电磁污染对环境和生物安全的威胁日益被人们重视。电磁污染所造成的危害是不容低估的，在现代家庭中，电磁波在为人们造福的同时，也随着“电子烟雾”的作用，直接或间接地危害人体健康。因此，对于吸波材料的研究一直是领域内关注的焦点之一。

石墨烯是一种由单一碳原子紧密排列组成的新型碳材料，其具有较大的比表面积、良好的电热传导性能。同时，石墨烯具有很高的介电常数，在外部电磁场中易于被极化产生介电损耗。单一的石墨烯片层易被电磁波穿透而失去电磁波吸收能力，同时，单一的高介电损耗也会导致阻抗匹配的困难。通过将石墨烯与四氧化三铁进行复合，可以使电磁波透入复合材料后受到量子点阵间势垒作用以及空间位阻效应的阻碍延缓电磁波的直接透过，从而起到降低电磁波频率效果。同时，石墨烯表面负载的四氧化三铁纳米颗粒可以通过磁滞损耗、涡流损耗和铁磁共振等机制来吸收电磁波。因而，氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料受到了领域内学者的广泛关注。

四氧化三铁是一种典型的磁损耗材料，由于量子尺寸效应，四氧化三铁纳米颗粒的尺寸对其电磁性能具有非常重要的影响。为使石墨烯基吸波材料的空间阻抗进行匹配，要求石墨烯基吸波材料具有较高的磁损耗，因此制备大尺寸的四氧化三铁颗粒成为必然趋势。同时，氧化石墨烯表面存在大量含氧集团(如羟基、羧基、环氧基等)，利用其表面含氧基团作为与纳米材料结合的靶点，将氧化石墨烯与四氧化三铁进行化学结合，可以使电磁波透入复合材料后受到空间位阻效应的阻碍延缓电磁波的直接透过，氧化石墨烯高介电损耗与四氧化三铁高磁损耗，使得复合材料具有优异的电磁吸波性能。

但是目前公开的四氧化三铁的纳米颗粒制备方法中，主要分为两类：一为常压条件下，采用共沉淀法制备，但是得到的四氧化三铁的颗粒在10～30纳米之间。二为高压条件下，采用溶剂热法制备，能够得到的四氧化三铁的大颗粒，在200～500纳米之间。在实际的吸波材料工业化制备中，四氧化三铁的颗粒越大，其电磁损耗性越高，即性能越好，特别是四氧化三铁的颗粒在20纳米以下时，则失去了磁损耗的性能。然而现有的溶剂热法制备四氧化三铁纳米颗粒时，需要经过高温高压的反应过程，而产生高压必定需要耐高压的设备，不仅设备成本高，耗能大，而且使用时具有高度危险性，进而导致复合材料的产量低，价格高等问题，限制了四氧化三铁复合材料在实际应用中进展和开发。

因此，如何找到一种更加优化的四氧化三铁复合材料的制备方法，解决上述问题，工艺条件温和，安全环保，已成为诸多业内厂商和一线研发人员亟待解决的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备方法，特别是常压下制备氧化石墨烯/四氧化三铁复合吸波材料的方法，本发明提供的氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备方法工艺简单，条件温和，安全环保，适合大规模工业化生产，而且还能够制备合适尺寸的四氧化三铁颗粒，从而具有较好的吸波性能。

本发明提供了一种氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将氧化石墨烯多元醇分散液、三价铁源、碱性调节剂、表面活性剂和促进剂经过混合后，得到混合溶液；