[发明专利]一种rGO/钴纳米棒复合吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种rGO/钴纳米棒复合吸波材料的制备方法，包括以下步骤：将钴纳米棒加入rGO分散液中，进行超声处理，然后将超声处理后的产物经过离心和干燥之后，再研磨成粉，得到rGO/钴纳米棒粉体。本专利发明制备方法简单方便，易于操作，成本低廉，容易实现工业化批量生产，而所制备的吸波材料密度低，可适用宽频，并且具有良好的物理化学性能和机械加工性能，最佳反射损耗值低，达到现有技术较高水平。

技术领域

本发明涉及吸波材料制备领域，特别是涉及一种rGO/钴纳米棒复合吸波材料的制备方法。

背景技术

无线通讯技术的进步极大地促进了人类社会的发展，同时也带来各种问题。由此产生的电磁波污染不仅对人体的健康造成不利的影响，还干扰电子设备的正常工作。同时在军用领域，武器装备的电磁隐身能力可大大提高其作战能力，隐身化将成为装备的发展趋势。因此微波吸收材料具有广阔的应用前景，目前吸波材料正朝着涂层厚度薄、质量轻、吸收带宽、吸收强高的方向发展。

现有吸波材料多采用单一组分电磁吸波材料时，其在涂层中的添加量往往高达40～80wt.％，导致成本较高，难以实用。此外，目前传统上使用的吸波材料难以满足吸波性能强、有效吸波频段宽、质量轻、涂层厚度薄的使用要求，因此，开发并研制出能够对电磁波进行高效吸收的新型轻质电磁吸波材料对于民用电子产品与军事装备都有十分重要的意义和现实需求。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种rGO/钴纳米棒复合吸波材料的制备方法，通过将一维磁性钴纳米棒与rGO(还原氧化石墨烯)进行复合，提高阻抗匹配程度并增加损耗机制，并改善分散性，从而获得轻质、高效的吸波材料。

本发明的目的是通过以下技术发明实现的：

一种rGO/钴纳米棒复合吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

将钴纳米棒加入rGO分散液中，进行超声处理，然后将超声处理后的产物经过离心和干燥之后，再研磨成粉，得到rGO/钴纳米棒粉体。

相比现有技术，本发明采用超声处理将rGO与钴纳米棒进行复合，制备出rGO/钴纳米棒复合材料。由于rGO具有大量的缺陷和残留的官能团，与一维结构的钴纳米棒复合时，形成可观的界面面积，增加了极化损耗；同时rGO为钴纳米棒提供了连接介质，易实现电子传输。在结合了rGO的介电损耗能力和钴纳米棒的磁损耗能力以及各材料之间的协同作用，使得 rGO/钴纳米棒复合材料在低填充量下具有良好的宽频吸波能力。

进一步地，将所述rGO/钴纳米棒粉体与PVDF(聚偏氟乙酸)混合，得到rGO/钴纳米棒 /PVDF复合材料。引入的PVDF基体与rGO一起为钴纳米棒提供了连接介质，使rGO/钴纳米棒/PVDF复合材料形成三维立体结构，更易于实现电子传输；同时，PVDF基体使复合吸波材料具有良好的物理化学性能和机械加工性能。

进一步地，所述rGO/钴纳米棒复合吸波材料的制备方法还包括制备钴纳米棒，所述纳米棒的制备方法为将月桂酸钴与十六胺、三氯化钌混合，再加入1,2-丁二醇，然后加热反应，再将加热反应后的产物进行离心和干燥之后，研磨成粉。所述1,2-丁二醇同时起到溶剂与还原剂的作用，将纳米钴棒的原料从其离子状态还原为单质纳米钴。其原理是：反应开始时，体系中先生成顺磁性的小微粒(钴为磁性材料)，微粒聚集成六方紧密堆积相(HCP)，由于相各晶面体生长速率不同，沿c轴生长的速率更快，所以随着反应的进行，形成一维钴纳米棒结构。通过控制溶剂热反应中的动力学生长过程可获得不同直径和长径比的纳米线结构。

进一步地，制备所述钴纳米棒制时，所述加热反应的温度为250℃，持续时间为20～80min。

进一步地，制备所述钴纳米棒制时，在进行所述加热前先水浴搅拌加热至80℃，并搅拌恒温30min，以使月桂酸钴粉末、十六胺与三氯化钌、1,2-丁二醇混合得更均匀，并处于相对稳定的状态，以利于所获得的反应产物后续与rGO合成反应更完全，提高所述合成反应的成功率和安全性。