[发明专利]石墨烯复合纳米金属膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯复合纳米金属膜，其特征在于：所述石墨烯复合纳米金属膜由交替叠置的第一石墨烯复合纳米金属膜层和第二石墨烯复合纳米金属膜层复合而成；所述石墨烯复合纳米金属膜的厚度为100～500μm；

所述第一石墨烯复合纳米金属膜层由厚度为5～10nm的二维层状石墨烯纳米片和粒径为20～40nm且表面具有微孔结构的氧化铝空心球复合而成，其厚度为20～50μm；

所述第二石墨烯复合纳米金属膜层由平均直径为30～40nm的三维蜂窝状石墨烯和粒径为20～40nm且表面具有微孔结构的氧化铝空心球复合而成，其厚度为30～60μm。

2.根据权利要求1所述的石墨烯复合纳米金属膜，其特征在于：在所述第一石墨烯复合纳米金属膜层中，所述二维层状石墨烯纳米片均匀负载在所述氧化铝空心球的外周，形成相互交错穿插的三维结构；

在所述第二石墨烯复合纳米金属膜层中，所述三维蜂窝状石墨烯均匀负载在所述氧化铝空心球的外周，形成相互交错穿插的三维结构。

3.根据权利要求1所述的石墨烯复合纳米金属膜，其特征在于：所述第一石墨烯复合纳米金属膜层中，所述二维层状石墨烯纳米片与所述氧化铝空心球的质量比例为10：(3～6)；

所述第二石墨烯复合纳米金属膜层中，所述三维蜂窝状石墨烯与所述氧化铝空心球的质量比例为10：(2～4)；

所述石墨烯复合纳米金属膜的比热为0.934J/(kg·K)；热扩散系数为778.441mm²/s；磁导率达到182；功率损耗峰值达到0.8；传输衰减峰值达到-53dB。

4.一种权利要求1至3中任一项权利要求所述的石墨烯复合纳米金属膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，按预定比例，将间苯三酚和对苯二甲醛溶于水中，于60～80℃温度下，不断搅拌反应0.5～2h，得到预聚体溶液；再将所述预聚体溶液置于密封的水热釜中，在预定水热温度下水热处理20～26h；接着，将所得产物在50～120℃下真空干燥24～30h，得到聚合物纳米球；最后，将所述聚合物纳米球于惰性气体保护气氛、700～900℃下炭化处理4～6h，得到微孔碳球模板；

S2，将氯化铝加入到无水乙醇/水的混合溶剂中，配制成预定浓度的氯化铝/乙醇混合溶液，然后加入预定量的所述微孔碳球模板，搅拌超声处理；然后加入预定量的碳酰胺，于50～70℃下水浴搅拌20～30h；抽滤、干燥以及煅烧处理，除去所述微孔碳球模板，得到表面具有微孔结构的氧化铝空心球；最后，采用硬脂酸对所述氧化铝空心球进行改性处理，得到改性纳米氧化铝空心球；

S3，分别配制二维层状石墨烯纳米片分散液和改性纳米氧化铝空心球分散液，并按预定比例混合，然后超声分散，得到第一混合分散液；采用静电喷雾技术，将所述第一混合分散液喷涂在接收基板上，烘干处理，得到厚度为20～50μm的第一石墨烯复合纳米金属膜；

S4，分别配制三维蜂窝状石墨烯分散液和改性纳米氧化铝空心球分散液，并按预定比例混合，然后超声分散，得到第二混合分散液；采用静电喷雾技术，将所述第二混合分散液喷涂在沉积有所述第一石墨烯纳米金属膜的接收基板上，烘干处理，所述第一石墨烯纳米金属膜上负载得到厚度为30～60μm的第二石墨烯复合纳米金属膜；

S5，依次重复步骤S3、步骤S4的静电喷雾工艺，制备得到由交替叠置的第一石墨烯复合纳米金属膜和第二石墨烯复合纳米金属膜复合而成的预定层数的石墨烯复合纳米金属膜。

5.根据权利要求4所述的石墨烯复合纳米金属膜的制备方法，其特征在于：在步骤S3和步骤S4所述静电喷雾过程中，工艺参数设置为：推进速率为0.5～1.5mL/h；控制基板的加热温度为50～80℃；接收距离为6～14cm；静电电压为8～15kV。

6.根据权利要求4所述的石墨烯复合纳米金属膜的制备方法，其特征在于：在步骤S3所述二维层状石墨烯纳米片分散液和改性纳米氧化铝空心球分散液中，分散溶剂为乙醇；所述第一混合分散液中，二维层状石墨烯纳米片和改性纳米氧化铝空心球的质量比为10：(3～6)。