[发明专利]一种利用石墨烯制备的复合纳米电磁波吸收材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种利用石墨烯制备的复合纳米电磁波吸收材料及其制备方法，将叠氮化修饰的复合纳米颗粒共价螯合至炔基化修饰的氧化石墨烯表面，然后将其中的氧化石墨烯还原为石墨烯，得到一种复合纳米电磁波吸收材料。复合纳米颗粒是由氧化钇和二氧化锡复合而成，其具有磁性，与石墨烯共价耦合后产生电荷转移形成强的极化弛豫，具有优异的吸波性能。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别是涉及一种利用石墨烯制备的复合纳米电磁波吸收材料及其制备方法。

背景技术

电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。

近年来，随着电子技术的飞速发展，线缆的应用日益广泛，其电磁波泄漏或干扰的问题也日益突出。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。电子及电气产品的电磁干扰发射或受到电磁干扰的侵害是通过产品的外壳、交/直流电源端口、信号线、控制线及地线而形成的。电磁辐射会使周围的电子电气设备及计算机等受到严重干扰，使它们的工作程序发生紊乱，产生误操作、图像障碍或声音障碍等，从而造成计算机信息泄露等严重的社会问题。有文献表明，在1公里范围内，计算机显示终端的电磁波可以被窃取并复原信息，造成失密。

电磁场以电磁波的形式传递能量，利用电磁波吸收材料使电磁波能转化为热能或其他形式的能，是清除电磁污染的有效手段。另外电磁波吸收材料在军事技术，诸如电子对抗技术及隐身技术方面也有着广泛的用途。因此，研究和开发新型电磁防护材料非常必要。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种利用石墨烯制备的复合纳米电磁波吸收材料及其制备方法，其具有优异的吸波性能。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

一种复合纳米材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）制备氧化钇和二氧化锡复合纳米颗粒；

（2）对步骤（1）所得复合纳米颗粒进行叠氮化修饰，得到叠氮化修饰的复合纳米颗粒；

（3）将叠氮化修饰的复合纳米颗粒与炔基化修饰的氧化石墨烯按照质量比3～4:1混合均匀，通过环加成反应将前者共价螯合在后者表面上；

（4）对其中的氧化石墨烯进行还原，即得。

优选的，步骤（1）中，氧化钇和二氧化锡复合纳米颗粒是通过以下方法制备得到的：以甲醇为反应溶剂，加入氯化锡和氢氧化钠，在分散剂的作用下，搅拌至溶解，再加入甲酸甲酯和乙酰丙酮钇，搅拌至形成均匀透明的溶液，转移至反应釜中，130～150℃条件下热处理50～60分钟，离心或过滤，洗涤，干燥，煅烧，自然冷却即得。

进一步优选的，每升甲醇所对应氯化锡、氢氧化钠、甲酸甲酯、乙酰丙酮钇和分散剂的摩尔量依次为0.05～0.06mol、3～4mol、3～4mol、0.02～0.03mol、0.01～0.02mol。

进一步优选的，所述分散剂选自十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮中的任一种。

进一步优选的，洗涤的具体方法是：利用去离子水洗涤2～3次。

进一步优选的，干燥的工艺条件是：70～80℃干燥10～12小时。

进一步优选的，煅烧的工艺条件是：以50～55℃的升温速率升温至900～1000℃，保持温度煅烧5～6小时。

优选的，步骤（2）的具体方法是：将复合纳米颗粒超声分散于二甲基甲酰胺溶液中，然后加入叠氮化钠，50～60℃保温搅拌18～24小时，后处理即得。

进一步优选的，复合纳米颗粒与叠氮化钠的质量比为1:1.2～1.4。