logo好方法网

一种石墨烯/碳纳米管复合多孔膜的制备方法及其应用


技术摘要:
本发明公开了一种石墨烯/碳纳米管复合多孔膜的制备方法及其应用,涉及复合多孔膜的制备技术领域,制备方法包括如下步骤:(1)将交联聚苯乙烯(PS)微球、氧化石墨烯和羧基化的碳纳米管分散于溶剂中,得到悬浮液;(2)将所述悬浮液进行抽滤,得到滤膜;(3)将所述滤膜干燥,  全部
背景技术:
无线通讯技术的迅猛发展使得各类高集成和高频率的电子电气设备的数量急剧 增加。电磁污染、电磁干扰、电磁泄漏等问题日益突出,严重威胁人体健康和通讯安全。电磁 屏蔽是减少电磁辐射,提高电磁兼容,防止信息泄漏的有效途径。吉赫兹(GHz)频段覆盖军 工及移动通讯等重要领域,针对该频段的电磁屏蔽材料的开发和研究在军事和民用领域都 有极其重要的应用价值。 石墨烯由于其较高的横纵比、优异的导电和力学性能,使其常被用作基本单元直 接构筑具有连续导电骨架结构的石墨烯基宏观材料,例如石墨烯纸、石墨烯泡沫、石墨烯气 凝胶等。大量的结果都表明,石墨烯基宏观材料,尤其是石墨烯基碳材料,在8.2-12.4GHz(X 波段)的电磁屏蔽效能高达30-50分贝(dB),远超工业标准的20dB。尽管如此,该类材料还存 在以下两个方面的缺点:(1)石墨烯基碳材料的制备过程往往会涉及2000-3000℃左右的高 温石墨化处理,以赋予材料超高的导电和电磁屏蔽性能,导致其制备过程对设备要求高且 耗能高;(2)具有高导电性的石墨烯基碳材料介电损耗较低,对电磁波的屏蔽机理主要以反 射为主,反射回波会对周围环境产生二次污染。
技术实现要素:
本发明提供一种石墨烯/碳纳米管复合多孔膜的制备方法及其应用,解决现有的 石墨烯基碳材料制备工艺要求高的问题。 为了解决上述技术问题,本发明的技术方案为: 一种石墨烯/碳纳米管复合多孔膜的制备方法,包括如下步骤: (1)将交联聚苯乙烯(PS)微球、氧化石墨烯和羧基化的碳纳米管分散于溶剂中,得 到悬浮液; (2)将所述悬浮液进行抽滤,得到滤膜; (3)将所述滤膜干燥,得到氧化石墨烯/碳纳米管/PS微球复合膜; (4)将所述氧化石墨烯/碳纳米管/PS微球复合膜夹于石墨板之间,置于气氛炉中 进行碳化处理,即得到所需的石墨烯/碳纳米管复合多孔膜。 优选的,所述交联聚苯乙烯(PS)微球占交联聚苯乙烯(PS)微球、氧化石墨烯和羧 基化的碳纳米管总量的0-10wt%。 优选的,包括如下步骤: (1)将不同浓度的交联聚苯乙烯(PS)微球分别与氧化石墨烯和羧基化的碳纳米管 分散于溶剂中,分别得到含不同浓度的交联聚苯乙烯(PS)微球的悬浮液; (2)分步抽滤等量的所述含不同浓度的交联聚苯乙烯(PS)微球的悬浮液,得到滤 3 CN 111615318 A 说 明 书 2/5 页 膜; (3)将所述滤膜干燥,得到氧化石墨烯/碳纳米管/PS微球复合膜; (4)将所述氧化石墨烯/碳纳米管/PS微球复合膜夹于石墨板之间,置于气氛炉中 进行碳化处理,即得到所需的石墨烯/碳纳米管复合多孔膜。 优选的,步骤(3)中所述滤膜的干燥条件为:将所述滤膜置于烘箱中85-95℃下干 燥5-7小时。 优选的,步骤(4)中所述氧化石墨烯/碳纳米管/PS微球复合膜夹于石墨板之间,置 于气氛炉中在惰性气氛下进行碳化处理。 优选的,所述氧化石墨烯是通过Hummer法制备得到的。 优选的,步骤(1)中所述氧化石墨烯和羧基化的碳纳米管在溶剂中分散后的浓度 控制在0.5-3mg/mL。 优选的,步骤(4)中碳化处理条件为:温度为400-1000℃,升温速率为2-4℃/min, 处理时间为0.5-1.5h。 优选的,制备得到的石墨烯/碳纳米管复合多孔膜厚度为50-110μm,密度为0.05- 0.16g/cm3。 一种通过所述的石墨烯/碳纳米管复合多孔膜的制备方法制备得到的石墨烯/碳 纳米管复合多孔膜的引用,将所述石墨烯/碳纳米管复合多孔膜作为屏蔽电磁波的贴片应 用于电子电器设备中。 采用上述技术方案,本发明先以聚苯乙烯微球为模板,先通过抽滤实现其在石墨 烯/碳纳米管复合膜中的均匀/非均匀分散,再利用低温碳化去除模板,实现石墨烯/碳纳米 管复合多孔膜的低温、简单制备。一方面,一维的碳纳米管与二维的石墨烯纳米片之间的π- π相互作用有助于材料内部导电网络的快速构建,降低其碳化过程的温度。另一方面,复合 膜中的各类泡孔结构有利于减少电磁波在材料表面的反射损耗,增强其在材料内部的吸收 损耗。从而在保证材料优异电磁屏蔽性能的前提下,改善石墨烯基碳材料的吸波性能,推动 其在微电子器件方面的应用。 附图说明 图1为通过本发明的方法制备得到的石墨烯/碳纳米管复合多孔膜横断面的扫描 电子显微镜图; 图2为通过本发明的方法制备得到的石墨烯/碳纳米管复合多孔膜表面的扫描电 子显微镜图。
下载此资料需消耗2积分,
分享到:
收藏