的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的掃描電鏡圖；
[0038] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例3制備的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的掃描電鏡圖；
[0039] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例4制備的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0041] 實(shí)施例1
[0042] 本實(shí)施例提供的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，由包括以下步驟的方法制備而成：
[0043] 1)將氧化石墨1.0 g加入到500mL水中，超聲分散30分鐘，得到氧化石墨烯分散 液；將19g吡咯溶于IOOmL的乙醇和水混合液（體積比為1:1)，得到吡咯溶液；
[0044] 2)將步驟1)所得吡咯溶液滴加到氧化石墨烯分散液中，升溫至95°C，磁力攪拌 24h ；
[0045] 3)步驟2)所述反應(yīng)完成后，停止加熱，待其降至室溫后，滴加 IOOmL lmol/L的 FeCl3 (16. 22g)溶液繼續(xù)攪拌8h，得到PPy-RGO分散液；將所得PPy-RGO分散液用孔徑 0. 22 μπι的纖維素膜抽濾，并以乙醇和水混合液（體積比為1:1)洗滌3次；將濾餅（即抽 濾所得膜層）取下，置于60°C干燥至恒重，即得。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] 本實(shí)施例提供的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，由包括以下步驟的方法制備而成：
[0048] 1)將氧化石墨0. 5g加入到200mL水中，超聲分散30分鐘，得到氧化石墨烯分散 液；將2g吡咯溶于50mL的乙醇和水混合液（體積比為1:1)，得到吡咯溶液；
[0049] 2)將步驟1)所得吡咯溶液滴加到氧化石墨烯分散液中，升溫至95°C，磁力攪拌 8h ；
[0050] 3)步驟2)所述反應(yīng)完成后，停止加熱，待其降至室溫后，滴加 IOmL lmol/L的 FeCl3 (I. 622g)溶液繼續(xù)攪拌8h，得到PPy-RGO分散液；將所得PPy-RGO分散液用孔徑 0. 22 μπι的聚四氟乙烯膜抽濾，并以乙醇和水混合液（體積比為1:1)洗滌2次；將濾餅取 下（即抽濾所得膜層），置于60°C干燥至恒重，即得。
[0051] 實(shí)施例3
[0052] 本實(shí)施例提供的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，由包括以下步驟的方法制備而成：
[0053] 1)將氧化石墨0. 5g加入到200mL水中，超聲分散30分鐘，得到氧化石墨烯分散 液；將4. 5g吡咯溶于IOOmL的乙醇和水混合液（體積比為1:1)，得到吡咯溶液；
[0054] 2)將步驟1)所得吡咯溶液滴加到氧化石墨烯分散液中，升溫至95°C，磁力攪拌 12h ；
[0055] 3)步驟2)所述反應(yīng)完成后，停止加熱，待其降至室溫后，滴加30mL lmol/L的 FeCl3 (4. 866g)溶液繼續(xù)攪拌8h，得到PPy-RGO分散液；將所得PPy-RGO分散液用孔徑 0. 22 μπι的聚四氟乙烯膜抽濾，并以乙醇和水混合液（體積比為1:1)洗滌3次；將濾餅取 下（即抽濾所得膜層），置于60°C干燥至恒重，即得。
[0056] 實(shí)施例4
[0057] 本實(shí)施例提供的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，由包括以下步驟的方法制備而成：
[0058] 1)將氧化石墨I(xiàn). 5g加入到200mL水中，超聲分散30分鐘，得到氧化石墨烯分散 液；將3. 5g吡咯溶于150mL的乙醇和水混合液（體積比為1:1)，得到吡咯溶液；
[0059] 2)將步驟1)所得吡咯溶液滴加到氧化石墨烯分散液中，升溫至90°C，磁力攪拌 22h ；
[0060] 3)步驟2)所述反應(yīng)完成后，停止加熱，待其降至室溫后，滴加20mL lmol/L的 FeCl3 (3. 244g)溶液繼續(xù)攪拌4h，得到PPy-RGO分散液；將所得PPy-RGO分散液用孔徑 0. 22 μ m的纖維素膜抽濾，并以乙醇和水混合液（體積比為1:1)洗滌3次；將濾餅取下（即 抽濾所得膜層），置于70°C干燥至恒重，即得。
[0061] 試驗(yàn)例
[0062] 本試驗(yàn)例對(duì)實(shí)施例1~4的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的性能進(jìn)行測(cè)試。
[0063] 屏蔽材料對(duì)電磁波干擾的總的屏蔽效果用屏蔽效能（SE)來(lái)表征，其單位是分貝 (dB)。由謝昆諾夫（Schlkunoff)理論：SE = SEa+SEr+SEm
[0064] 式中，SEaS屏蔽體的吸收損耗，SE R為屏蔽體表面的單次反射損耗，SE M為屏蔽體 內(nèi)部的多次反射損耗，其中
[0066] SEr= 168_101g(fX μ r/ 〇 r)。
[0067] d為屏蔽體的實(shí)際空間厚度；
[0068] σ 1^為屏蔽材料的相對(duì)于基準(zhǔn)物質(zhì)銅的電導(dǎo)率；
[0069] f為電磁波的頻率；
[0070] ^為材料的相對(duì)磁導(dǎo)率；
[0071] 由此可知當(dāng)頻率和厚度一定時(shí)，電磁屏蔽效能SE值隨電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的增加而 增加，因此效果良好的電磁屏蔽材料應(yīng)該有較高的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率。
[0072] 采用四探針電阻測(cè)試儀測(cè)試石墨烯/聚吡咯薄膜樣品的表面電阻，利用公式：
[0073]
計(jì)算樣品的電阻率，電導(dǎo)率可由其倒數(shù)計(jì)算得 到。
[0074] 將石墨烯/聚吡咯薄膜剪裁為22. 9X10. 2mm尺寸，利用矢量網(wǎng)絡(luò)測(cè)量?jī)x在 8-12GHz范圍內(nèi)測(cè)試，其低頻最大電磁屏蔽效能如表所示。
[0075] 實(shí)施例1~4的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的電導(dǎo)率和電磁屏蔽效能如下表1所 示：
[0076] 表1實(shí)施例1~4的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的電導(dǎo)率和電磁屏蔽效能的檢測(cè) 結(jié)果

[0079] 由表1的試驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明提供的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜較純吡咯具有 更好的電導(dǎo)率和電磁屏蔽效能；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜 的照片；由圖3可知，該電磁屏蔽膜結(jié)構(gòu)完整，表明平整，導(dǎo)電率達(dá)112S m \電磁屏蔽效能 達(dá)32dB，能夠滿足電磁屏蔽膜的使用要求。
[0080] 圖4~圖7分別為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的掃描 電鏡圖。由圖4~圖7可知，按照實(shí)施例制備的電磁屏蔽膜具有層狀結(jié)構(gòu)，實(shí)施例1 (圖4) 和實(shí)施例3(圖6)得到薄膜，聚吡咯為主體，具有二維結(jié)構(gòu)的石墨烯片層均勻分布在薄膜 中。而實(shí)施例2(圖5)和實(shí)施例4(圖7)中，由于石墨烯含量高，聚合物均勻分散在石墨烯 夾層中，這種獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)有利于提高薄膜的導(dǎo)電性從而提高材料的電磁屏蔽效能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，其特征在于，由包括以下步驟的方法制備而成： 1) 將氧化石墨與水混合，超聲分散，得到氧化石墨烯分散液；將吡咯溶于乙醇和水混 合液中，得到吡咯溶液； 2) 將步驟1)所得吡咯溶液加入步驟1)所得氧化石墨烯分散液中，升溫至90~95°C 反應(yīng)8~24h，得混合物；其中，吡咯與氧化石墨烯的質(zhì)量比為95:5~70:30 ; 3) 將步驟2)所得混合物冷卻至室溫，加入三氯化鐵，反應(yīng)4~8h，抽濾得到膜層，干 燥，即得。2. 如權(quán)利要求1所述的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，其特征在于，步驟1)所述乙醇和 水混合液中，乙醇與水的體積比為1:1。3. 如權(quán)利要求1所述的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，其特征在于，步驟3)中，三氯化鐵 的加入量與步驟2)吡咯的質(zhì)量比為0. 8~I. 1:1。4. 如權(quán)利要求1所述的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，其特征在于，步驟3)中，所述抽濾 所用的抽濾膜孔徑為0.22 ym。5. 如權(quán)利要求1所述的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，其特征在于，步驟3)中，干燥之 前，對(duì)所得膜層進(jìn)行洗滌，所述洗滌所用的洗液為體積比1:1的乙醇和水混合液。6. -種石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將氧化石墨與水混合，超聲分散，得到氧化石墨烯分散液；將吡咯溶于乙醇和水混 合液中，得到吡咯溶液； 2) 將步驟1)所得吡咯溶液加入步驟1)所得氧化石墨烯分散液中，升溫至90~95°C 反應(yīng)8~24h，得混合物；其中，吡咯與氧化石墨烯的質(zhì)量比為95:5~70:30 ; 3) 步驟2)所得混合物冷卻至室溫，加入三氯化鐵，反應(yīng)4~8h，抽濾得到膜層，干燥， 即得。7. 如權(quán)利要求6所述的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的制備方法，其特征在于，步驟1) 所述乙醇和水混合液中，乙醇與水的體積比為1:1。8. 如權(quán)利要求6所述的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的制備方法，其特征在于，步驟3) 中，三氯化鐵的加入量與步驟2)吡咯的質(zhì)量比為0.8~1. 1:1。9. 如權(quán)利要求6所述的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜的制備方法，其特征在于，步驟3) 中，所述抽濾所用的抽濾膜孔徑為〇. 22 y m。10. 如權(quán)利要求6所述的石墨稀/聚P比略電磁屏蔽膜的制備方法，其特征在于，步驟 3)中，干燥之前，對(duì)所得膜層進(jìn)行洗滌，所述洗滌所用的洗液為體積比1:1的乙醇和水混合 液。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜及其制備方法。該石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，由以下方法制備而成：將吡咯溶液加入氧化石墨烯分散液中，升溫至90～95℃反應(yīng)8～24h，得混合物；其中，吡咯與氧化石墨烯的質(zhì)量比為95:5～70:30；上述反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，加入三氯化鐵，反應(yīng)4～8h，抽濾，洗滌，干燥，即得。本發(fā)明提供的石墨烯/聚吡咯電磁屏蔽膜，吡咯的聚合分兩步完成，首先以吡咯和氧化石墨烯的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯的還原和吡咯的聚合，隨后加入三氯化鐵繼續(xù)反應(yīng)，抽濾，使復(fù)合材料具有“brick？and？mortar”結(jié)構(gòu)，石墨烯片層在基體中高度有序，均勻分散，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性能的大幅提高。
【IPC分類】C08G73/06, C08L79/04, C08K3/04, C08J5/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105062064
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510478775
【發(fā)明人】劉紅宇, 赫玉欣, 臺(tái)玉萍, 杜西剛, 杜錦屏, 張玉清
【申請(qǐng)人】河南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月6日