[发明专利]一种复合材料、复合材料制备方法以及应用

说明书

本发明涉及一种复合材料、复合材料制备方法以及应用。所述复合材料为石墨烯包裹氧化锌纳米球的核壳结构复合材料。所述方法包括如下步骤：将氧化石墨烯/N,N‑二甲基甲酰胺分散液、以N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂的二价锌盐溶液混合后进行水浴反应，得到所述复合材料。本发明通过将石墨烯均匀地包裹在氧化锌纳米球表面来调节复合材料的微波吸收性能，不仅可以改善复合材料的电磁特性，从而达到改善复合材料阻抗匹配的目的，而且复合材料的微波吸收强度和有效吸收带宽均有了明显的提高，且复合材料的密度也较其它传统的微波吸收材料有所下降。

技术领域

本发明涉及微波吸收材料技术领域，尤其涉及一种复合材料、复合材料制备方法以及应用。

背景技术

随着电子设备和无线通讯设备的快速发展，电磁污染现象日益严重，严重威胁着人类的健康。除此之外，电磁干扰屏蔽与微波吸收也是高精尖技术的重要研究内容。然而，传统的微波吸收材料往往存在着吸收频带窄、吸收强度小、密度大以及化学稳定性差等缺点。

石墨烯，由于其良好的力学、电学、热学等性能使其复合材料在电磁干扰屏蔽及微波衰减领域具有巨大的应用潜力(Ultrathin graphene:electrical properties andhighly efficient electromagnetic interference shielding[J].Journal ofMaterials Chemistry C,2015,3,6589.)，在各个领域都展示了广阔的应用前景，已经成为国内外研究者的重点。然而，由于石墨烯片层间较强的范德华力，当它单独作为微波吸收材料时，片层间往往容易团聚而不能表现出其潜在的性能。此外，纯的石墨烯电导较高，存在着较差的阻抗匹配性，在微波吸收领域有一定的局限性。

氧化锌(Znic Oxide)是一种具有优异化学稳定性和耐腐蚀性的宽禁带半导体材料，因其优异可控的介电性能使其在光学、光电子、电化学、微波吸收等领域具有很大的发展潜力。

目前已经存在将石墨烯与氧化锌相结合而构建得到微波吸收材料的技术。申请人在2019年根据研究成果而申请了发明，申请公布号为CN109897598A。该技术结合了石墨烯和氧化锌而制得了一种椭球状氧化锌棒/石墨烯复合材料，是一种性能优异的微波吸收材料。

如何将石墨烯与氧化锌相结合而构建出一种新型微波吸收材料是需要继续研究的内容。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种石墨烯包裹氧化锌纳米球的核壳结构复合材料；

本发明的第二目的在于提供一种制备石墨烯包裹氧化锌纳米球的核壳结构复合材料的方法；

本发明的第三目的在于提供一种石墨烯包裹氧化锌纳米球的核壳结构复合材料在微波吸收材料中的应用。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种复合材料，所述复合材料为石墨烯包裹氧化锌纳米球的核壳结构复合材料。

优选地，所述复合材料的平均尺寸为500nm；和/或

在厚度为1.4mm时，所述复合材料的最大反射率损耗达到-23dB，有效吸收带宽达到5GHz。

一种制备石墨烯包裹氧化锌纳米球的核壳结构复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：

将氧化石墨烯/N,N-二甲基甲酰胺分散液、以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂的二价锌盐溶液混合后进行水浴反应，得到所述复合材料。

优选地，所述氧化石墨烯/N,N-二甲基甲酰胺分散液的浓度为0.075-1mg/mL，优选为0.125-0.5mg/mL，最优选为0.5mg/mL；和/或

所述二价锌盐溶液的浓度为0.9-8.2mg/mL，优选为1.15-4.6mg/mL，最优选为2.3mg/mL。