两类纳米颗粒共修饰石墨烯复合材料的制备及其吸波性能研究

《两类纳米颗粒共修饰石墨烯复合材料的制备及其吸波性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西北工业大学博士学位论文(学位研究生)题目：两类纳米颗粒共修饰石墨烯复合材料的制备及其吸波性能研究作者：宗蒙学科专业：材料学指导教师：黄英教授2017年3月Title:SynthesisandMicrowaveAbsorptionPerformanceofGraphene/Ferrite/AgcompositesByZongMengUndertheSupervisionofProfessorHuangYingADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpartialf

2、ulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofMaterialScienceXi’anP.R.ChinaMarch2017摘要摘要电磁污染不仅对人类健康危害很大，而且会对精密仪器产生干扰；军事上，雷达侦查技术的提高也需要研发新型吸波材料。利用具有吸波性能的吸收剂对电磁波进行衰减是一种有效的方法。理想的吸收剂应当具有吸收强度高、质量轻、厚度薄、吸收频带宽和良好的化学稳定性等特点。石墨烯是一种新型的碳材料，由一层碳原子构成，具有大的比表面积、优异的导电性以及导热性、机械强度高等优点。这些独特的性能使

3、得石墨烯可以作为一种潜在的优异吸波材料使用。石墨烯自身优异的导电性使其在单独使用时吸波性能较差，因此采用与其他功能材料进行复合，可以提高吸收剂的阻抗匹配，进而提高其吸波性能。本文以氧化石墨烯（GO）为原材料，将石墨烯、铁氧体、Ag进行复合，制备多种二元和三元复合吸收剂，并研究了其吸波性能，主要研究内容如下：采用简化共沉淀法制备还原氧化石墨烯（RGO）/Fe3O4二元复合材料，无需2+使用惰性气体对反应中的Fe进行保护，通过控制不同的原料投入比制得三组不2+3+同比例的二元复合材料。当Fe、Fe的投料摩尔比为1:1时，通过简化共沉淀法可以得到RG

4、O/Fe3O4二元复合材料，其中Fe3O4纳米颗粒分布在石墨烯纳米片上，其粒径为15-25nm；通过改变GO原料的加入量，可以改变纳米颗粒在石墨烯表面的负载密度。当厚度为3.9mm时，RGO/Fe3O4-3复合材料在6.6GHz最佳吸收为-44.6dB；当厚度为2.0mm时，最大有效吸收频宽为4.3GHz。随着(RGO)/(Fe3O4)比例的降低，最佳匹配厚度随之增加，最佳匹配频率向低频移动。在简化共沉淀法制备GO/Fe3O4的基础上，以硼氢化钠为还原剂，通过湿化学还原法制得RGO/Fe3O4/Ag三元复合材料，通过控制不同的AgNO3投入质量

5、得到不同比例的四组三元复合材料。Fe3O4和Ag纳米颗粒分布在石墨烯纳米片上，其粒径均为25nm左右，两类纳米颗粒与石墨烯之间形成的RGO/Fe3O4,RGO/Ag和Fe3O4/Ag等多种界面，可以增强复合材料的吸波性能。当厚度为2.6mm时，RGO/Fe3O4/Ag-3复合材料在9.0GHz最佳吸收为-58.1dB；当厚度为2.0mm时，RGO/Fe3O4/Ag-3复合材料最大有效吸收频宽为4.0GHz；随着样品中Ag含量的增高，最佳匹配厚度随之增加，最佳匹配频率则向低频移动。采用一步水热法制备RGO/CoFe2O4二元复合材料和RGO/Ni

6、Fe2O4二元复合材料。通过控制不同的原料投入比制得不同比例的RGO/CoFe2O4二元复合材料；以硼氢化钠、水合肼等化学还原剂对RGO/CoFe2O4二元复合材料进行二次还原以改变石墨烯的还原程度。改变二元复合材料的各组分的含量是调控其吸波性能的一种手段。当厚度为2.3mm时，RGO/CoFe2O4-2复合材料在12.4GHz最佳吸I西北工业大学博士学位论文收为-47.9dB，最大有效吸收频宽为4.9GHz。对于RGO/NiFe2O4二元复合材料，当厚度为3.0mm时，在9.2GHz最佳吸收为-39.7dB，最大有效吸收频宽为4.9GHz。一

7、步水热法制得的RGO/MeFe2O4二元复合材料具有优异的吸波性能。在水热法制备RGO/CoFe2O4二元复合材料的基础上，采用硼氢化钠作为还原剂，通过湿化学还原法制得RGO/CoFe2O4/Ag三元复合材料，通过控制原料中+Ag的加入量得到不同Ag含量的三组RGO/CoFe2O4/Ag三元复合材料。对于RGO/CoFe2O4/Ag-1三元复合材料，当厚度为2.1mm时，在13.1GHz最佳吸收为-56.5dB；当厚度为2.0mm时，最大有效吸收频宽为4.3GHz。当厚度为5.4mm时，RGO/CoFe2O4/Ag-2复合材料在低频率区域最佳吸

8、收为-45.1dB。当厚度为4.7mm时，RGO/CoFe2O4/Ag-3复合材料在低频率区域最佳吸收为-38.2dB。与对照样RGO/CoFe2O4