[发明专利]一种纳米复合吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁学领域，尤其涉及一种纳米复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展，电力（输变电、家用电器等）、微波（微波炉、微波信号发射塔等）、无线电波（手机移动通信、广播电视发射塔等）等电子、电气设备的使用已相当普及，形成的复杂的电磁环境也日益严重。所产生的电磁辐射和电磁干扰对人体、电子设备都产生极大的危害，是公认的继大气污染、噪音污染和水污染之后的第四大污染，成为社会和科学界关注的热点问题。如电磁辐射会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖；电磁波干扰广播、电视信号和通讯信号，使设备仪表的自控系统失灵，飞机飞行指示信号失误等。因此，如何减少电磁辐射，防止电磁干扰，有效保护环境，保护人体健康，已经迫在眉睫。

以石墨烯为基底来支撑或承载磁性材料可以形成优势互补，一方面质轻的石墨烯材料可以降低材料的密度，另一方面两种材料的复合可以使材料具有多形式的电磁损耗。然而目前制备磁性纳米颗粒与石墨烯复合的吸波材料一般采用共沉淀法、溶剂热法，这些方法制备的复合吸波材料都是将磁性纳米颗粒通过物理吸附或静电作用沉积在石墨烯表面上，这些方法形成的复合材料不稳定，耐酸、耐氧化能力不强，且纳米颗粒容易团聚，在使用过程中容易从石墨烯表面脱落等缺点。

因此，现有的吸波材料不能达到稳定、耐酸、耐氧化和对电磁波有效吸收的要求。

发明内容

本发明的目的之一，就在于提供一种新的纳米复合吸波材料的制备方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种纳米复合吸波材料的制备方法，将炔基化修饰的磁性纳米颗粒与叠氮化修饰的氧化石墨烯基体复合；炔基化修饰的磁性纳米颗粒与叠氮化修饰的氧化石墨烯基体的配比按重量比为（5-10）：1混合均匀，然后通过环加成反应将所述炔基化修饰的磁性纳米颗粒共价螯合在所述叠氮化修饰的氧化石墨烯表面上，最后用水合肼还原，形成铁氧体-石墨烯纳米复合吸波材料。

作为优选的技术方案：所述磁性纳米颗粒分子通式为MFe₂O₄，其中M为Co²⁺，Ni²⁺，Mg²⁺，Fe²⁺等中的一种或几种。

作为优选的技术方案：所述炔基化修饰的磁性纳米颗粒的制备工艺如下：

（1）称取Fe(NO₃)₃· 9H₂O和M(NO₃)₂· 6H₂O，用水溶解，并且搅拌，并调节溶液的pH>7，前驱体倒入反应釜中在160~240℃下保温4~24h，然后经洗涤、干燥，得到铁氧体纳米粉体；

（2）将步骤（1）所得的铁氧体纳米粉体分散于聚丙烯酸的水溶液中，然后在80~95℃下搅拌40~90min，然后经酸化、洗涤、干燥得到表面羧基化的磁性纳米颗粒；

（3）将步骤（2）所得的羧基化的磁性纳米颗粒分散于二甲基甲酰胺溶液中，然后依次加入碳化二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和炔丙胺在常温下发生酰胺反应，最后经洗涤、干燥得到炔基化修饰的磁性纳米颗粒。

作为优选的技术方案：所述叠氮化修饰的氧化石墨烯制备方法为：首先将氧化石墨分散于二甲基甲酰胺或四氢呋喃溶液中得到氧化石墨烯分散液，然后加入叠氮化钠30~60℃下搅拌2~3天，最后洗涤、干燥得到叠氮化修饰的氧化石墨烯（GO-N₃）。

作为优选的技术方案：所述共价螯合的方法为：按质量百分比例称取炔基化修饰的磁性纳米颗粒和叠氮化修饰的氧化石墨烯分散于二甲基甲酰胺溶液中，经混合均匀后，向混合溶液中加入催化剂，发生偶极环加成反应，最后经水合肼还原，得到所述铁氧体-石墨烯纳米复合吸波材料（MFe₂O₄/RGO）。

作为优选的技术方案：所述分散方法采用超声分散。

本发明还提供了一种采用上述制备方法制备得到的纳米复合吸波材料。