[发明专利]一种石墨烯改性玉米秸秆芯复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于电磁屏蔽材料技术领域，涉及一种石墨烯改性玉米秸秆芯复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法。所述复合电磁屏蔽薄膜由上层薄膜、中层薄膜和下层薄膜组成；其中所述的上层薄膜和下层薄膜均为氧化石墨烯薄膜；所述的中层薄膜为聚乙烯醇‑石墨烯/生物质活性炭薄膜层。本发明利用生物质材料制备电磁屏蔽材料，减少了石墨烯的用量，节约产品的成本，且材料来源广泛，价格低廉，在一定程度上解决了农业副产物的处理问题。生物质活性炭具有较大的比表面积，形成较好的三维网络状结构，能提高材料对电磁波的多次反射和吸收能力，促进轻质电磁屏蔽材料的发展。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料技术领域，涉及一种石墨烯改性玉米秸秆芯复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法。

背景技术

随着电子通讯技术的发展，电磁波的应用在给人类生产和生活带来便利的同时也带来电磁干扰的问题，不仅会影响电子设备的使用，还对人体产生很大的危害，同时电磁波会携带有大量的国家机密信息，如若泄露会对国家信息安全造成极大的威胁，因此，出于对环境和安全的考虑，研究高效率的电磁屏蔽材料具有非常重要的意义。由于微波通讯与电子技术的日趋成熟，电子设备的体积也在不断趋于微型化，电磁屏蔽材料的要求也在不断提高，传统的金属质电磁屏蔽材料由于其密度大而笨重，易腐蚀等缺点，已满足不了现代电子产品对电磁屏蔽材料的需求，因此，研究轻质高效电磁屏蔽材料成为当今科技迫切需要解决的问题，其中，薄膜材料成为近年来众多学者的研究重点。

石墨烯是一种以sp²方式杂化的二维碳材料，其厚度仅为一个单层原子直径，因其具有良好的导电性、导热性，较高的比表面积和优异的力学性能而被广泛应用于能量存储、生物技术、航空航天和电磁屏蔽等领域，具有广阔的应用前景，被称为黑金和材料之王。采用石墨烯制备电磁屏蔽材料，可以解决传统金属电磁屏蔽材料密度大、电磁屏蔽性能低，易腐蚀等问题。但是，由于石墨烯制备方法复杂，市场上石墨烯的价格相对较高，且不能大量工业化生产，石墨烯电磁屏蔽材料的普及受到了限制。

生物质活性炭是以农业废弃物为原料，经过前期活化、高温处理形成的三维网络状碳骨架结构。中国专利CN103265025A公布了一种制备生物质导电碳的方法，采用镍基或铁基化合物为催化剂，以钙基化合物为催化助剂与生物质混合，进行高温处理，再与树脂及溶剂以特定比例混合倒入模具，施加压力后冷却处理，成功制备成电磁屏蔽材料，其在30MHz~1.5GHz频段范围内具有较好的电磁屏蔽性能。专利CN104925796A公布了一种多孔类石墨烯材料的制备方法，将秸秆用硫酸处理并将其进行高温碳化处理，随后分散于铁盐溶液中，加入适量的锌盐，惰性气体下高温煅烧，再用盐酸洗涤去除铁和锌的氧化物，烘干得到多孔类石墨烯材料。但上述方法普遍存在的问题是工艺复杂，电磁屏蔽频段较窄(30MHz~1.5GHz), 无法满足普通商业电磁屏蔽材料的要求。

发明内容

本发明目的在于，针对传统石墨烯价格较高、制备工艺繁琐的问题，以生物质资源部分代替石墨烯，提供一种轻质高效的电磁屏蔽薄膜材料，这种材料可用于产生强磁场的电子产品，以此来减弱磁场对电子产品自身和人体的危害，同时也能防止军事机密的泄露，从而确保环境和信息的安全。

同时，本发明还提供了上述石墨烯改性玉米秸秆芯复合电磁屏蔽薄膜的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种石墨烯改性玉米秸秆芯复合电磁屏蔽薄膜，所述复合电磁屏蔽薄膜由上层薄膜、中层薄膜和下层薄膜组成；其中所述的上层薄膜和下层薄膜均为氧化石墨烯薄膜；所述的中层薄膜为聚乙烯醇-石墨烯/生物质活性炭薄膜层。

进一步地，所述的上层薄膜和下层薄膜的厚度均为30-40μm；中间层薄膜的厚度为0.3~1mm。