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一种具有吸波功能的石墨烯-铁氧基纳米功能子的制备方法


技术摘要:
本发明涉及一种具有吸波功能的石墨烯‑铁氧基纳米功能子的制备方法。该方法包括:将石墨烯与生物蛋白分散液混合,超声分散,加入铁源,得到混合液,然后进行生物水热矿化反应,降温,水洗、离心、干燥,将得到的矿化物质煅烧。该方法实现吸波材料频带和吸收强度的可控  全部
背景技术:
吸波功能材料在国防军工、航空航天领域有着广泛的应用。吸波材料在隐形飞机 上的应用使飞机灵敏的逃避雷达的搜索定位,大大提高了战机的战斗和打击能力,成为国 防军工的重要战略材料。 随着科技的发展,吸波材料日新月异,厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸收强度大的 新型吸波材料被市场迫切需求。作为吸波材料的重要组成材料,吸波功能子是决定吸波材 料性能好坏的关键组分。 中国专利CN201310408074.4公开了一种石墨烯-三氧化二铁纳米颗粒复合材料的 制备方法,包括下列步骤:步骤一、将原料氧化石墨烯和铁盐按一定质量比溶于水中混合均 匀;步骤二、将步骤一中混合好的液体通过离心或抽滤将氧化石墨烯分离出来,并用水或酒 精清洗干净;步骤三、将步骤二中得到的产物在空气或氧气中进行热处理,得到石墨烯-三 氧化二铁纳米颗粒复合材料,其中所述铁盐为氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸铁 和硫酸亚铁中的一种,所述热处理温度在300-1000摄氏度,热处理时间在5分钟-10小时。 与该发明专利相比,本发明采用了商业石墨烯为原料(石墨烯为氧化石墨烯经过 化学还原得到),利用天然蚕丝蛋白为模板,采用更为温和的工艺(仅在200℃以下处理10h 即可得到)制备的一种具有特殊橄榄状形貌的石墨烯-三氧化二铁纳米复合材料,并赋予了 材料优异的吸波性能。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有吸波功能的石墨烯-铁氧基纳米功能 子的制备方法,以填补现有技术的空白。 本发明提供一种石墨烯-铁氧基纳米功能子的制备方法,包括: (1)将石墨烯与生物蛋白分散液混合,超声分散,加入铁源,得到混合液,其中混合 液中铁源质量百分浓度为0.5%-1.5%,生物蛋白液质量百分浓度为0.005%-0.2%,石墨 烯质量百分浓度为0.03%-0.15%; (2)将步骤(1)中混合液进行生物水热矿化反应,降温,水洗、离心、干燥,得到矿化 物质; (3)原位磁化工艺过程:将步骤(2)中矿化物质煅烧,得到石墨烯-铁氧基纳米功能 子。 所述步骤(1)中生物蛋白分散液质量百分浓度为0.1%-0.5%。 所述步骤(1)中混合液中去离子水的质量百分浓度为98.15-99.465%。 所述步骤(1)中生物蛋白液为蚕丝蛋白液。 3 CN 111606325 A 说 明 书 2/3 页 所述步骤(1)中铁源为三氯化铁。 所述步骤(2)中生物水热矿化反应温度为120-180℃,生物水热矿化反应时间为4- 12h。 所述步骤(2)中干燥温度为50-70℃,干燥时间为4-6h。 所述步骤(2)中煅烧的工艺参数为:以2-5℃/min从室温升至200-300℃保温1-3h, 然后以2℃/min升温至400-800℃保温1-3h。 本发明还提供一种上述方法制备得到的石墨烯-铁氧基纳米功能子。 本发明还提供一种上述方法制备得到的石墨烯-铁氧基纳米功能子在吸波材料中 的应用。 本发明采用天然蚕丝蛋白为模板(不仅能够通过分子间的氢键作用建立反应模 板,还可以改善反应后的材料具有较好的分散性)、铁盐为铁源,石墨烯为复配组分设计生 物水热矿化技术制备了具有频宽和强度可调的石墨烯-铁氧基纳米吸波功能子材料,以满 足更多领域吸波材料的应用要求。本发明通过石墨烯和铁源的配比和工艺的调整可以实现 吸波强度和带宽的改变,以满足不同领域的使用需求,具有广阔的应用前景。 本发明所制备的吸波材料具有优异的吸波性能,且具有良好的溶剂分散性,能够 通过复合技术加入到聚合物体系进行纺丝得到具有吸波性能的纤维产品;也可以与胶粘剂 或涂料复合制备性能优异的吸波功能涂料。 有益效果 (1)本发明提出一种生物水热矿化技术制备石墨烯-铁氧基稀薄功能子材料。 (2)本发明实现吸波材料频带和吸收强度的可控调整,以满足不同领域的需求。 (3)本发明制备了一种优异吸波性能的纳米复合材料,实现吸波性能从源头可调、 可控。 (4)本发明与已经报道的方法不同,工艺简单,可产业化操作。 (5)本发明通过蚕丝蛋白为模板制备的橄榄状特殊结构的石墨烯-三氧化二铁功 能材料,有助于增强材料的吸波性能。 (6)本发明采用一种商业化石墨烯为原料,通过温和工艺制备吸波功能的纳米复 合材料。 附图说明 图1是本发明实施例2中所制备的石墨烯-铁氧基纳米功能子在不同放大倍数(a, b,c)下的SEM图。
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