[发明专利]一种Ni-Co合金粒子包覆氧化石墨烯复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及隐身材料领域，尤其涉及一种Ni‑Co合金粒子包覆氧化石墨烯复合材料的制备方法。本发明所述制备方法包括以下步骤：步骤一，制备氧化石墨烯；步骤二，羰基镍、羰基钴混合液热分解，制备NiCo合金粒子；步骤三，热分解混合液过程中逐滴加入氧化石墨烯；步骤四，石墨烯包覆NiCo合金粉末的制备。本发明所述制备的氧化石墨烯/Ni‑Co合金粒子复合材料具备磁导率高、温度稳定性好、抗氧化、耐酸碱性能优良等特点,所述复合材料的有效吸收宽带为9.5‑14.6GHz，在厚度为1.5mm时，在12GHz有着最大吸收值为‑16.5dB，复合后显著提高了阻抗匹配，有良好的吸收效果。

技术领域

本发明涉及隐身材料领域，尤其涉及一种Ni-Co合金粒子包覆氧化石墨烯复合材料的制备方法。

背景技术

传统吸波剂中的超细金属粉有较高的磁导率，但与空气的阻抗匹配特性不好，且吸收带宽较窄，密度较大，限制其在吸波领域更广泛的应用。使用新型材料与传统吸波材料进行复合、改善对电磁波的吸收性能。石墨烯是由单层碳原子六方堆积而成的二维碳材料，具有理想的晶格结构和独特的电学、光学、力学和热学性质。化学还原法制备得到的石墨烯仍然具有大量的缺陷和官能团的存在，这些缺陷和官能团可以增强阻抗匹配特性，促使电子能级从连续态转变为费米能级。

发明专利申请公布号CN 105295832 A公开了一种还原氧化石墨烯/Ni-Co三元复合吸波材料的制备方法。以氧化石墨、钴盐和镍盐为前驱体，采用水合肼为还原剂，通过水热反应，一步制得还原氧化石墨烯/Ni-Co三元复合吸波材料。该发明制备的钴镍二元合金纳米粒子通过原位生长直接负载在还原氧化石墨烯上，结构稳定，分散性好，并且制备方法高效，成本低廉，耗时短，制得的复合吸波材料性能较好，而且可以通过调节氧化石墨、钴盐和镍盐的加入比例，还原剂的用量以及复合材料的厚度实现不同波段的有效吸收。该发明采用水热反应一步制备复合粒子，并未包覆Ni-Co合金粒子，与空气的阻抗匹配特性较差，导致吸收频段较窄，限制其使用范围。

发明内容：

针对现有技术不足，本发明提供一种Ni-Co合金粒子包覆氧化石墨烯复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一，石墨粉放在烧杯中，加入浓硝酸、浓硫酸，再加入高锰酸钾，超声分散10min，用去离子水洗三次，加入浓氨水并超声分散10min，离心洗涤2次后，再加入过氧化氢溶液并超声分散10min，离心洗涤2次，加入浓盐酸并超声分散10min，洗涤两次，再加入无水乙醇并超声分散10min，抽滤洗涤三次，90-110℃干燥即得氧化石墨；将氧化石墨在水中超声处理1h剥落成氧化石墨烯片，得到稳定分散液，滴加含量为80％的水合肼溶液，搅拌，同时加热到100℃，在此条件下反应10h后过滤清洗，最后在60℃下真空干燥12h得到氧化石墨烯，密封保存备用；

步骤二，将羰基镍和羰基钴混合，加入到载液和表面活性剂的混合液，再加入1mLγ-氨丙基三乙氧基硅烷作为混合粒子的表面处理剂，超声分散0.5h，反复抽真空和充氮操作多次，排出体系中的氧气，得到混合均匀的羰基镍和羰基钴混合溶液；

步骤三，把步骤二得到的羰基镍和羰基钴混合溶液，逐滴加入步骤一得到的氧化石墨烯溶液，控制氧化石墨烯的流量为每秒钟3-5滴，边滴边搅拌，反复抽真空和充氮操作多次，排出体系中的氧气，之后加热；当温度升至60℃时，即能观察到有气体缓慢冒出，温度继续升高，当温度升至103℃时，温度不再继续上升，能观察到尾气排出装置中气泡激烈连续地冒出，同时空气冷凝管口有黄色的混合液，液体回流，在冷凝管中能观察到气液界面的回流环，此时微调加热套的电压，控制回流环在第一根冷凝管的2/3高度处，在此温度下反应3-4小时之后，体系温度自动上升，在低于140℃不再有气泡冒出，调节电炉电压使体系温度升至140-150℃，能观察到再次有大量气泡连续地冒出，当尾气排除口不再有气泡冒出时，分解反应即已完成；

步骤四，混合液热分解结束后，待反应器冷却，把烧瓶中的产物转移到离心筒进行离心沉淀，然后过滤出多余的混合液溶剂，真空干燥即得所述复合材料。