[发明专利]一种高磁导率的Fe3O4修饰石墨烯/玻璃纤维复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高磁导率的Fe₃O₄修饰石墨烯/玻璃纤维复合材料，包括以下步骤：（1）将玻璃纤维放入马弗炉中煅烧，依次放入丙酮、碱液中处理；（2）将处理后的玻璃纤维置于硅烷偶联剂的水溶液，取出清洗后将其浸润到牛血清白蛋白溶液和Fe₃O₄的超声混合溶液中，再次清洗后置于氧化石墨烯悬浮液中，静电吸附，烘干后，放入硼氢化钠碱性溶液中，加热，搅拌，干燥，制成高磁导率的Fe₃O₄修饰石墨烯/玻璃纤维复合材料。同时本发明公开了该方法制备的复合材料。本发明制备的复合材料在保证导电能力前提下具有更高的磁导率，可以提升其在电磁屏蔽方面的性能。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种高磁导率的Fe₃O₄修饰石墨烯/玻璃纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术和电子工业的发展，各种电子设备的应用日益增多，形成电磁污染。电磁波辐射不仅会损害人体健康，干扰电子仪器的正常工作，还会造成机密信息的泄露，因此，研发高性能电磁屏蔽材料，减少电磁污染对为我们的社会生活和国防建设都具有重要意义。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，具有良好的导电、导热性能及力学性能，其电子迁移率可达到2×105cm²/V·S，温度稳定性高，电导率可达108Ω/m，面电阻约为31Ω/sq（310Ω/m²），比铜或银更低，是室温下导电最好的材料。而且比表面积大（2630m2/g），热导率（室温下是5000W·m^-1·K^-1）是硅的36倍，砷化镓的20倍，是铜（室温下401W·m·K）的十倍多。单层石墨烯的导热系数可达5300W/mK,甚至有研究表明其导热系数高达6600W/mK。石墨烯是已有材料中最硬和强度最高的材料，其弹性模量为1.1Tpa，抗拉强度为125Gpa。

玻璃纤维作为一种工程纤维材料，是由玻璃原料在高温熔融状态下拉丝制备而成，具有耐高温、抗化学腐蚀、强度高、模量高等一系列优良性能能。玻璃纤维已成为树脂基复合材料最重要的增强材料之一，已在航空、航天、舰船、化工冶金等领域得到了充分应用。

四氧化三铁是铁的一种氧化物，其化学式为Fe₃O₄。四氧化三铁具有铁磁性，如果形成颗粒半径在纳米级别，称为四氧化三铁磁性颗粒。在当代电气化和信息化社会中，磁性材料的应用非常广泛。四氧化三铁磁性材料作为一种多功能磁性材料，在肿瘤的治疗、微波吸收材料、催化剂载体、细胞分离、磁记录材料、磁流体、医药等领域均已有广泛的应用。

发明内容

本发明公开了一种高磁导率的Fe₃O₄修饰石墨烯/玻璃纤维复合材料的制备方法，该方法制备的复合材料改善了将石墨烯涂覆在玻璃纤维表面的工艺，并用电泳沉积法在石墨烯/玻璃纤维上沉积纳米级四氧化三铁，制得高磁导率石墨烯包覆玻璃纤维，具有更好的电磁屏蔽性能。

一种高磁导率的Fe₃O₄修饰石墨烯/玻璃纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）玻璃纤维的表面处理：将玻璃纤维放入马弗炉中煅烧，依次放入丙酮、碱液中处理；

（2）氧化石墨烯/玻璃纤维制备：将步骤（1）处理后的玻璃纤维置于硅烷偶联剂的水溶液，取出清洗后将其浸润到牛血清白蛋白溶液和Fe₃O₄的超声混合溶液中，再次清洗后置于氧化石墨烯悬浮液中，静电吸附，烘干后，放入硼氢化钠碱性溶液中，加热，搅拌，干燥，制成高磁导率的Fe₃O₄修饰石墨烯/玻璃纤维复合材料。