[发明专利]一种三维石墨烯海绵/Fe2

说明书

一种三维石墨烯海绵/Fe₂O₃复合吸波材料及其制备方法，属于吸波材料技术领域。首先通过模板法制备三维石墨烯，将其加入去离子水中，经过超声处理得到均匀分散的三维石墨烯海绵悬浮液。再向该悬浮液中逐滴加入Fe³⁺水溶液，通过氨水调节PH值后，在70～95℃反应。通过控制FeCl₃用量、PH值、反应温度、反应时间调节复合吸波材料的结构及吸波性能。石墨烯海绵负载磁性纳米Fe₂O₃粒子复合吸波材料的石墨烯基体呈介孔海绵结构，Fe₂O₃粒子均匀地锚定生长到石墨烯海绵结构中。本发明制备得到的复合吸波材料具有吸波强度大、有效吸收频带宽、密度低、厚度小等一系列特点，在开发高效、质轻的电磁波吸收材料方面具有重要应用价值。

技术领域

本发明属于吸波材料技术领域，涉及一种三维石墨烯海绵/Fe₂O₃复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着电子设备和通信设施的快速发展,严重的电磁辐射成为了重要的污染源，电磁污染已经成为了一个无法忽视的问题。电磁辐射不仅仅影响高度敏感精密电子设备的正常运行而且对人类健康也有着显著的负面作用，因此开发出具有吸收强、频带宽、密度低、厚度薄等特点的理想的吸波材料具有重要意义。

石墨烯是一种超薄二维碳纳米材料，具有密度小、比表面积大、机械性能优异、化学稳定性好等一系列优点，作为一种介电损耗型吸波材料而引起研究人员的极大兴趣。磁性氧化铁(Fe₂O₃)纳米粒子由于其优异的磁性能、低毒、良好的生物相容性、原材料来源丰富、优良的分散性、低廉的成本等诸多优点而备受关注，成为一种很具前景的吸波材料。目前Fe₂O₃的制备方法主要包括水热法【J.Mater.Chem.A,2013,1,8547–8552】、溶剂热法【J.phys.Chem.C,2017, 117(38):19701–19711】、热分解法【J.Phys.Chem.C,2008(112):19957～19962】，但是上述几种方法或者反应温度较高，或者需要使用非环境友好型的有机溶剂、表面活性剂，而且Fe₂O₃密度大、耐化学腐蚀性差的缺点限制了其在吸波材料方面的应用。单独的石墨烯或磁性Fe₂O₃纳米粒子由于其吸波机理单一，对电磁波的吸收损耗有限，无法满足现代吸波材料的综合要求。因此，如何将石墨烯与 Fe₂O₃复合应用，结合二者的吸波机理与各自的优点，产生良好的阻抗匹配性，成为制备高性能吸波材料的重要方法。