Co/rGO复合材料的制备与密堆组装及电磁性能研究

发布时间：2025-06-28 03:56

　　石墨烯超高的电导率意味着它具有较高的介电常数,其内部存在的缺陷、边缘、残余含氧官能团等可产生多种极化弛豫,有利于对电磁波的削减和损耗。但是优秀的电磁波吸收性能要求满足阻抗匹配,单一石墨烯没有磁损耗,磁导率很低,本实验通过调控不同的工艺参数都不能对其磁导率产生有效改变,石墨烯本身较高的介电常数会使得它与很低的磁导率发生严重的不匹配,这导致大部分电磁波在入射到材料表面时不能进入材料内部,而是被反射掉。考虑到铁磁金属因为具有较高的饱和磁化强度,故在高频范围内仍具备较高的磁导率水平和磁损耗。纳米尺寸的铁磁颗粒还存在界面效应,能改善材料的吸波特性。另外,铁磁金属的反射损耗一般在低频区,而石墨烯的反射损耗通常位于高频区,故这两种材料的复合还有利于拓宽复合材料的吸收频带。基于此,采用GO和草酸钴作为原料制备了Co/rGO复合材料,集合了石墨烯与铁磁颗粒的优异特性,具备良好的吸收性能。不同的前驱体制备工艺和煅烧工艺会影响Co纳米颗粒的尺寸和分布状态。通过调控工艺参数得到,160℃下液相合成1.5h得到Co-乙二醇螯合物的前驱体,并在600℃下氢气氛围煅烧2h得到的Co/rGO复合材料具有较适宜的形貌特征...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 吸波材料的吸波原理
        1.2.1 吸波材料的损耗机制
        1.2.2 吸波材料的重要电磁参数
        1.2.3 吸波材料的阻抗匹配
    1.3 纳米铁磁金属吸波材料研究现状
    1.4 石墨烯在吸波材料领域的研究现状
        1.4.1 石墨烯的吸波性能
        1.4.2 石墨烯复合材料的吸波性能
        1.4.3 铁磁纳米金属/石墨烯复合材料的研究现状
    1.5 石墨烯的功能化
        1.5.1 共价官能化
        1.5.2 非共价键官能化
        1.5.3 无机功能化
    1.6 硅烷偶联剂KH550的水解
    1.7 石墨烯密堆结构的构筑方法
        1.7.1 层层自组装
        1.7.2 L-B法
        1.7.3 溶液浇铸
        1.7.4 真空抽滤
        1.7.5 离心法
    1.8 主要研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料与试剂
    2.2 试验设备
    2.3 材料的制备
        2.3.1 还原氧化石墨烯的制备
        2.3.2 Co/rGO的制备
        2.3.3 Co/rGO复合材料密堆结构的制备
    2.4 材料的组织结构表征方法
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 拉曼光谱表征
        2.4.3 扫描电子显微镜
        2.4.4 透射电子显微镜
        2.4.5 傅里叶红外光谱
    2.5 吸波材料性能测试
        2.5.1 静态磁性能测试
        2.5.2 电磁性能测试
第3章 氢热还原法改性石墨烯的制备及电磁性能
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的制备及表征
    3.3 石墨烯的电磁性能
        3.3.1 反应温度对石墨烯电磁性能的影响
        3.3.2 反应时间对石墨烯电磁性能的影响
        3.3.3 石墨烯的吸波性能
    3.4 本章小结
第4章 Co/rGO复合材料的制备及其电磁性能
    4.1 引言
    4.2 Co/rGO复合材料的制备与表征
        4.2.1 Co/rGO复合材料的设计与制备
        4.2.2 Co-乙二醇螯合物/rGO前驱体的形貌表征
        4.2.3 Co/rGO复合材料的形貌与结构表征
    4.3 前驱体制备工艺对Co/rGO材料形貌结构的影响
    4.4 煅烧工艺对Co/rGO材料形貌结构的影响
    4.5 Co/rGO材料的磁性能
        4.5.1 前驱体制备工艺对磁性能的影响
        4.5.2 煅烧工艺对磁性能的影响
    4.6 Co/rGO材料的电磁性能
        4.6.1 前驱体制备工艺的影响
        4.6.2 煅烧工艺的影响
        4.6.3 填充率的影响
    4.7 Co颗粒本征磁导率的计算
    4.8 本章小结
第5章 Co/rGO材料密堆结构的制备及其电磁性能
    5.1 引言
    5.2 材料的制备与表征
        5.2.1 硅烷官能化Co/rGO的制备与组装
        5.2.2 KH550-Co/rGO材料的形貌和组织结构表征
    5.3 水解工艺对KH550-Co/rGO形貌与结构的影响
    5.4 KH550-Co/rGO材料的静态磁性能
    5.5 KH550-Co/rGO材料密堆结构的电磁性能
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4054386