[发明专利]一种镍/氧化锌/碳/还原氧化石墨烯超薄吸波剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍/氧化锌/碳/还原氧化石墨烯(Ni/ZnO/C/RGO)超薄吸波剂及其制备方法；以还原氧化石墨烯为模板，六水合硝酸镍和六水合硝酸锌为金属盐前驱体，对苯二甲酸为有机配体，N,N‑二甲基甲酰胺和乙二醇为混合溶剂，通过高温热解法，制得Ni/ZnO/C/RGO纳米复合材料。该制备方法绿色环保、无任何有毒害副产物产生、制备工艺简单。制得的纳米复合材料由还原氧化石墨烯负载镍/氧化锌/碳中空微球组成，复合材料的微波吸收能力强、吸收频带宽、涂层厚度薄，且可以在C波段和Ku波段实现双吸收，通过调节GO的添加量与吸波涂层的厚度可以实现对不同波段的微波有效吸收，在电磁吸收和电磁屏蔽领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于微波吸收材料领域，具体涉及一种镍/氧化锌/碳/还原氧化石墨烯(Ni/ZnO/C/RGO)超薄吸波剂及其制备方法。

技术背景

由于电子设备的过度使用，造成严重的电磁辐射污染和电磁干扰等问题，使得电磁波吸收材料逐渐成为功能材料领域的研究热点。电磁波吸收材料(简称吸波材料)是指能吸收、衰减入射的电磁波，并将电磁能转换成热能或其它形式的能量而耗散掉，或使电磁波因干涉而消失的一类材料。传统吸波材料，如铁氧体、金属微粉和碳化硅等，通常存在吸收频带窄、密度高的缺点，因而限制了它们在实际中的应用。新型吸波材料一般需要满足厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸收能力强等要求。

纳米材料具有量子效应、宏观量子隧道效应、小尺寸效应和界面效应等特性。当纳米粒子的电子能级发生分裂时，能够对电磁波产生较强的吸收。此外，纳米材料的比表面积大，表面原子比例高，在电磁辐射下，高浓度晶界和晶界原子的特殊结构导致原子、电子的自由运动加剧，使得电磁能转化为热能，增强了对电磁波的吸收能力。因此，纳米材料在电磁波吸收领域的应用得到广泛关注。

还原氧化石墨烯(RGO)是一种新型的二维碳纳米材料，它一般由天然石墨经过化学氧化–还原法制得。该法制备的RGO片层表面存在大量的缺陷，并且表面和边缘携带丰富的含氧官能团(-COOH、-OH、-C-O-C-等)，不仅有助于提高RGO的电磁阻抗匹配特性；而且，缺陷对电磁波产生极化弛豫，含氧官能团对电磁波产生电偶极子弛豫，使得RGO与石墨、碳纳米管等相比，具有更强的介电损耗和电磁波吸收能力。因此，RGO在电磁波吸收领域具有重要的应用前景。

金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)材料是近十年来发展迅速的一种配位化合物，一般以金属离子为配位中心，有机配位体支撑构成三维空间延伸。MOFs具有三维孔道结构，高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点，因此在催化、储能和分离等领域均有广泛的应用。此外，镍基MOFs高温热解时可以生成镍/多孔碳纳米复合材料，具有良好的磁损耗、介电损耗特性和独特的孔结构，可以通过协同作用、界面极化等机制有效衰减入射的电磁波，因此是一种潜在的性能优良的微波吸收材料。然而，目前鲜有双金属有机框架材料与还原氧化石墨烯复合制备Ni/ZnO/C/RGO纳米复合吸波材料的报道。

本发明通过将RGO和双金属(Ni、Zn)有机框架进行复合，采用简单的高温热解法制备Ni/ZnO/C/RGO超薄吸波剂，通过调节GO的添加量和涂层厚度可以实现对C波段和Ku波段微波的双吸收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ni/ZnO/C/RGO超薄吸波剂的制备方法，该复合材料不但具有涂层厚度薄、吸收强度大、吸收频带宽、吸收波段易调控且可以实现对C波段和Ku波段微波的双吸收等特点，而且其制备过程简单、绿色环保。

本发明通过以下技术方案实现：

一种Ni/ZnO/C/RGO超薄吸波剂，所述复合材料由RGO负载Ni/ZnO/C中空微球组成。

一种Ni/ZnO/C/RGO超薄吸波剂的制备方法，其步骤如下：