[发明专利]一种快速制备高导电石墨烯电磁屏蔽膜的方法

说明书

本发明公开了一种快速制备高导电石墨烯电磁屏蔽膜的方法，包括将氧化石墨滤饼配置成氧化石墨悬浮液，并分散均匀，之后真空下搅拌脱除气泡，得到氧化石墨烯分散浆料；将得到的氧化石墨烯分散浆料均匀涂布在基底上形成氧化石墨烯胚膜，干燥去除水分，随后剥离基底得到氧化石墨烯膜；在空气环境下，采用红外对得到的氧化石墨烯膜进行照射，随后在惰性气氛保护下，升温到1500℃保温0.5～2h，自然降温后得到石墨烯泡沫；最后将石墨烯泡沫压延成膜后即得。本发明所提供的方法不产生任何有毒有害物质，制备工艺简单，采用红外灯处理绿色高效，热处理温度低且升温快，可实现石墨烯薄膜的高效、高质制备。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽膜技术领域，具体涉及一种快速制备高导电石墨烯电磁屏蔽膜的方法。

背景技术

近年随着无线通信技术的快速发展和广泛应用，过多的电磁辐射出现在人们身边，包括公共场所、居家环境、各类建筑等，对电子设备和人体健康造成了不利影响。传统金属基电磁屏蔽材料由于其差的柔韧性和高的密度，已经无法满足在微型及柔性电子器件方面的应用，迫切需要超薄、柔性、轻量化的薄膜材料来替代传统的金属材料。

石墨烯作为一种二维纳米碳材料，具有优异的热学性能、电学性能、机械性能和柔性，近年来被广泛应用于薄膜材料领域。石墨烯的导电机理为载流子迁移。单层石墨烯的碳原子通过sp²杂化方式连接，形成的离域π键为载流子提供了快速迁移的通道，其理论载流子传输速率高达15000cm²/(V s)，是已知载流子迁移率最高的锑化铟的两倍以上。石墨烯的高导电性使其在电磁屏蔽领域应用具有很大的潜力。将石墨烯层层堆叠可组成石墨烯薄膜。

目前，以氧化石墨为前驱体制备石墨烯膜是目前大规模制备石墨烯膜的主要方法。目前主流的制备工艺有：1、2014年在先进功能材料杂志的一篇文献用溶剂蒸发自组装的方法制备了氧化石墨烯膜，通过2000℃的高温处理后，0.0084mm厚度的石墨烯膜电磁屏蔽性能达到了20dB(Adv.Funct.Mater.2014,24,4542.)；2、2015年在碳材料杂志的一篇文献用化学还原的方法还原氧化石墨烯膜，得到了电导率243S cm^-1的石墨烯膜，在1GHz表现出了20dB的电磁屏蔽效能。上述制备工艺存在如下问题：1、化学还原法添加的试剂大都对环境有害，废液处理成本高；2、热处理过程中由于氧化石墨中含氧官能团的分解造成大量鼓泡和空隙，这些缺陷极大的降低了材料的性能；3、需要经过高温石墨化过程，温度高达2800-3000℃，能源消耗大且制备流程长，热处理效率低。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种快速制备高导电、柔性、高强度石墨烯电磁屏蔽膜的方法，解决现有石墨烯膜制备过程中，存在鼓泡现象严重、高温石墨化能源消耗大、制备流程长、处理效率低等缺点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种快速制备高导电石墨烯电磁屏蔽膜的方法，包括如下步骤：

(1)将氧化石墨滤饼配置成氧化石墨悬浮液，并分散均匀，之后真空下搅拌脱除气泡，得到氧化石墨烯分散浆料；

(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯分散浆料均匀涂布在基底上形成氧化石墨烯胚膜，干燥去除水分，随后剥离基底得到氧化石墨烯膜；

(3)在空气环境下，采用红外对步骤(2)得到的氧化石墨烯膜进行照射，随后在惰性气氛保护下，升温到1500℃保温0.5～2h，自然降温后得到石墨烯泡沫；

(4)将步骤(3)中的石墨烯泡沫压延成膜后即得。

步骤(1)中，所述氧化石墨滤饼的平均尺寸大于100μm，配置成浓度为5～40mg/mL的氧化石墨悬浮液，并加入氨水调节pH值至7～8。