本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料，具體涉及一種三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料及其制備方法與用途。

背景技術(shù)：

1、隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，各種電子設(shè)備儀器極大地提高了人類生活質(zhì)量，但同時(shí)也帶來一些負(fù)面影響。由電子和通訊設(shè)備產(chǎn)生影響的電磁波不僅影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行，并且會(huì)對人體造成傷害。利用導(dǎo)電材料和磁性材料形成的屏障能夠有效阻擋或者損耗電磁波。隨著電子信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在新的發(fā)展機(jī)遇下，對電磁屏蔽材料的發(fā)展提出了更高的要求。

2、作為傳統(tǒng)的屏蔽材料，金屬基材料(如鎳、鐵、銅、銀及其合金)由于其高電導(dǎo)率，能夠有效反射電磁波而被應(yīng)用于電磁屏蔽領(lǐng)域。然而，金屬自重大、不易腐蝕、不易加工，重要的是反射到自由空間的電磁波會(huì)造成二次電磁波污染。相比之下，導(dǎo)電聚合物(如聚苯胺和聚吡咯)，由于其密度低、易于加工、吸收頻率可調(diào)和吸收頻帶寬等多重優(yōu)勢，在電磁屏蔽領(lǐng)域中引起人們極大的關(guān)注。然而，導(dǎo)電聚合物的電導(dǎo)率提升有限，不能滿足高性能電磁屏蔽的應(yīng)用需求。隨著電子設(shè)備集成化和小型化的發(fā)展趨勢，對于電磁屏蔽材料“輕、薄、韌”的特性有了更高的要求。三維石墨烯具有良好的介電特性以及典型的分級多孔結(jié)構(gòu)，有利于電磁波的多重內(nèi)反射，促進(jìn)了電磁波的吸收耗散，在電磁屏蔽領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。然而，單獨(dú)的三維石墨烯損耗機(jī)制單一，也難以達(dá)到較高的屏蔽效能。利用三維石墨烯的分級多孔結(jié)構(gòu)，結(jié)合金屬納米粒子與導(dǎo)電聚合物提供的異質(zhì)界面，耦合多重?fù)p耗機(jī)制，能夠有效實(shí)現(xiàn)高效電磁屏蔽效能。然而，在實(shí)際的制備過程中，三維石墨烯、導(dǎo)電聚合物和金屬納米粒子三者的同步原位復(fù)合，仍然面臨挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料的制備方法，重點(diǎn)解決聚吡咯和納米銀在三維石墨烯內(nèi)同步原位制備的問題，并將得到的三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料成功應(yīng)用于電磁屏蔽領(lǐng)域。

2、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

4、(1)對含碳基底進(jìn)行親水性處理；

5、(2)利用高能束流輻照經(jīng)親水性處理后的含碳基底，得到親水性三維多孔石墨烯；

6、(3)將親水性三維多孔石墨烯通過浸漬法負(fù)載吡咯和銀鹽；

7、(4)利用高能束流輻照負(fù)載有吡咯和銀鹽的親水性三維多孔石墨烯，得到三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料。

8、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種通過前述的制備方法制備得到的三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料。

9、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供前述的三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料在電磁屏蔽中的用途。

10、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用高能束流誘導(dǎo)制備技術(shù)在含碳聚合物上進(jìn)行三維石墨烯與聚吡咯和納米銀的原位制備，充分發(fā)揮三維石墨烯、聚吡咯和納米銀三種材料的優(yōu)勢，提供大量的異質(zhì)界面，耦合多重?fù)p耗機(jī)制，實(shí)現(xiàn)在電磁屏蔽領(lǐng)域中的應(yīng)用；并且本發(fā)明所提供的制備方法具有成本低廉、工藝簡單、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有較高的推廣價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述含碳基底為聚酰亞胺、聚氨酯、聚酰胺、聚酰胺酸、聚醚醚酮、聚醚、聚酯、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚乙烯、聚苯烯、聚氯乙烯、聚硫橡膠、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述高能束流輻照是先在電腦端cad軟件上設(shè)計(jì)好圖案，然后分別將經(jīng)親水性處理后的含碳基底以及負(fù)載有吡咯和銀鹽的親水性三維多孔石墨烯置于真空吸附平臺(tái)上進(jìn)行高能束流輻照。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述高能束流為激光束、電子束、離子束中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述高能束流的波長為500nm～100μm，功率為4～20w，掃描速度為100-300mm/s，掃描間距為100～300μm，光斑大小為10～100nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述親水性處理是將含碳基底置于酸性或堿性溶液中浸泡。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述酸性溶液為鹽酸、硫酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸中的至少一種；所述堿性溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鋇溶液中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述銀鹽為硝酸銀、硫酸銀、鹵化銀中的至少一種。

9.通過權(quán)利要求1～8所述的制備方法制備得到的三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料。

10.權(quán)利要求9所述的三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料在電磁屏蔽中的用途。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種三維石墨烯/聚吡咯/納米銀復(fù)合材料及其制備方法與用途，涉及電磁屏蔽材料技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明利用高能束流誘導(dǎo)制備技術(shù)在含碳基底上進(jìn)行三維石墨烯與聚吡咯和納米銀的原位制備，充分發(fā)揮三維石墨烯、聚吡咯和納米銀三種材料的優(yōu)勢，提供大量的異質(zhì)界面，耦合多重?fù)p耗機(jī)制，實(shí)現(xiàn)在電磁屏蔽領(lǐng)域中的應(yīng)用；并且本發(fā)明所提供的制備方法具有成本低廉、工藝簡單、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有較高的推廣價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：李年,王振洋,陳立清,張淑東,劉翠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽格蘭科新材料技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17