專利名稱：吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料及制法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種納米復合材料，具體地說是一種石墨烯與聚苯胺納米復合材料。本發明也涉及一種石墨烯與聚苯胺納米復合材料的制備方法。本發明還涉及一種石墨烯與聚苯胺納米復合材料的涂料。
背景技術：
隨著近年來電子技術的發展，電磁波吸收材料隨著日益凸顯的電磁干擾問題受到了國內外的廣泛關注。因此制備出具有高效的電磁波吸收材料成為眾多研究者的課題。金屬磁性納米顆粒如鐵、鈷、鎳等在高頻范圍內具有較大的磁化強度和“斯諾克極限”。因此，它們可以吸收高頻電磁波。但是，這些金屬顆粒的電導較大，在外場的作用下會產生渦流損耗，從而使其電磁波吸收性能顯著下降。
石墨烯是一種具有極好化學和物理特性的單層石墨，電子遷移率在常溫下高達15000平方厘米/伏特/秒，具有超高電導率，受到了大批學者的關注。然而，如此優越的電特性由于石墨烯本身的阻抗匹配機制不能用來制備電磁波吸收材料。因此，如何制備具有質輕、強電磁波吸收特性的石墨烯納米復合材料成為研究重點之一。
發明內容
本發明的目的在于提供一種對高頻電磁波具有強吸收特性的吸收高頻電磁波的 石墨烯與聚苯胺納米復合材料。本發明的目的也在于提供一種操作簡單、適合于工業化生產的吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料的制法。本發明的目的還在于提供一種含吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料的涂料。本發明的目的是這樣實現的本發明的吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料是按如下方法制得的
(I)將O. 015克石墨烯加入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌；(2)將O. 1-0. 4毫升苯胺和O. 125-0. 5克過硫酸銨分別滴入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入步驟(I)得到的溶液中進行攪拌得到沉淀物；(3)將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40攝氏度干燥24小時。本發明的吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料的制法包括如下步驟(I)將O. 015克石墨烯加入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌；(2)將O. 1-0. 4毫升苯胺和O. 125-0. 5克過硫酸銨分別滴入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入步驟(I)得到的溶液中進行攪拌得到沉淀物；
(3)將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40攝氏度干燥24小時。發明的吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料用于制備涂料的方法為將重量比為20%的吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料與石蠟混合，得到吸收電磁波的涂料。用本發明的石墨烯/聚苯胺納米復合材料制備20wt%石墨烯/聚苯胺一石蠟復合薄膜材料吸波涂層，利用T/R同軸傳輸線測試其電磁參數。然后利用電磁傳輸線理論計算不同薄膜厚度的電磁波反射率，在吸波涂層厚度為2-4毫米范圍內，吸收強度均達到了 -20dB，頻率范圍高達10. 6GHz，并且在吸波涂層厚度僅為2. 5毫米時，吸收強度達到-45. IdB以下。
本發明的另一個與以往微波吸收材料不同的優點是制備薄膜所需的材料比重很小，薄膜材料中石墨烯聚苯胺納米復合材料比例僅為20wt%，所以用料更少，制作的薄膜材料材質更輕，更有利于工業化生產。此外，此吸波材料成功實現了石墨烯與有機物的合成在電磁波吸收中的應用，拓展了其應用領域。本發明的方法成功實現了石墨烯與有機物的復合，操作簡單、應用廣泛，適合于工業化生產。
圖I (a)為吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料的XRD圖譜；圖I (b)為吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料的掃描圖。圖2為含20wt%K收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料一石蠟復合物在不同厚度下的電磁波反射率。
具體實施例方式下面舉例對本發明做更詳細地描述實施例I :(I)將O. 015克石墨烯加入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌；(2)將O. I毫升苯胺和O. 125克過硫酸銨分別滴入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入(I)中已配好的溶液中進行攪拌。(3)將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40攝氏度干燥24小時。制得吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料。實施例2 (I)首先，將O. 015克石墨烯加入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌；(2)其次，將O. 2毫升苯胺和O. 25克過硫酸銨分別滴入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入(I)中已配好的溶液中進行攪拌。
(3)最后，將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40攝氏度干燥24小時。制得吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料。實施例3 (I)首先，將O. 015克石墨烯加入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌；(2)其次，將O. 4毫升苯胺和O. 5克過硫酸銨分別滴入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入(I)中已配好的溶液中進行攪拌。(3)最后，將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40攝氏度干燥24小時。制得吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料。
將上述實施例所得到的吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料與石蠟混合，得到吸收電磁波的涂料。其中吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料占20%(重量比)。
權利要求
1.一種吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料，其特征是它是按如下方法制得的(I)將0.015克石墨烯加入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌；(2)將0. 1-0. 4毫升苯胺和0. 125-0. 5克過硫酸銨分別滴入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入步驟(I)得到的溶液中進行攪拌得到沉淀物；(3)將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40攝氏度干燥24小時。
2.一種吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料的制法，其特征是包括如下步驟 (1)將0.015克石墨烯加入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌； (2)將0.1-0. 4毫升苯胺和0. 125-0. 5克過硫酸銨分別滴入100毫升I摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入步驟(I)得到的溶液中進行攪拌得到沉淀物； (3)將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40攝氏度干燥24小時。
3.一種含權利要求I所述吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料的涂料，其特征是將重量比為20%的吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料與石蠟混合，得到吸收電磁波的涂料。
全文摘要
本發明提供的是一種吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料及制法和應用。(1)將0.015克石墨烯加入100毫升1摩爾/升的鹽酸溶液中，待超聲分散后在零下5攝氏度下進行充分攪拌；(2)將0.1-0.4毫升苯胺和0.125-0.5克過硫酸銨分別滴入100毫升1摩爾/升的鹽酸溶液中，待溶解后將兩溶液混合，當混合液的溫度降到零下5攝氏度時將其倒入步驟(1)得到的溶液中進行攪拌；(3)將所獲得的沉淀物用乙醇和去離子水清洗，并在真空環境下40℃干燥24小時，得到吸收高頻電磁波的石墨烯與聚苯胺納米復合材料。該材料用于制備吸收電磁波的涂料。具有良好的電磁波吸收特性；操作簡單、應用廣泛，適合于工業化生產。
文檔編號C08G73/02GK102702515SQ20121016886
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者俞海龍, 張越, 朱春玲, 李麗, 王鐵石, 王青山, 陳玉金, 高新明 申請人:哈爾濱工程大學