导　　师： 张海燕

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 现如今,随着信息科技的不断发展和创新,各种电子设备已经成为我们生活不可分割的一部分,与我们的生活息息相关。但是当这些便捷的设备在改变我们的生活方式的同时,也给我们带来了日益严重的电磁波污染的问题,这不仅对我们的生活生产有着干扰,也危害着我们的身体健康。解决电磁污染的有效办法就是吸波材料。但是目前电磁波吸收材料的困境在于吸波材料密度大,有效吸波带宽窄。过渡金属硫化物作为新型的电磁波吸收材料已经显示出其优秀的性能,但是目前存在着在基体中填充量较高,且有效吸收带宽较窄的问题,而石墨烯的带宽较宽,本文通过研究硫化钴和硫化锌与石墨烯材料形成包覆结构来提高其对于电磁波的吸收性能。主要研究内容如下:(1)使用化学法制备将氧化石墨,通过水合肼还原,成功得到氧化还原石墨烯片,通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察还原前后石墨烯的形貌结构。结果显示石墨烯在被还原之前的片层比较厚,且堆叠在一起,还原之后呈透明纱状,同时还存在着明显的褶皱。这说明氧化石墨已经成功被还原成石墨烯。为了研究其电磁波吸收效果,将石墨烯与石蜡混合制备石墨烯/石蜡复合材料的环形样,通过矢量网络分析仪测量其电磁参数,通过电磁参数模拟石墨烯的填充量为5%、10%、15%、20%,厚度在2mm和3mm时,材料对电磁波的反射损耗。结果表明,在填充量为15%时,有着最好的吸波效果,在厚度为3mm时,在7.9 GHz处的反射损耗峰值为-20dB,反射损耗低于-10dB的吸收带宽为3.7GHz。此外制备了石墨烯吸波涂层,研究了石墨烯的添加量在5%、10%、15%、20%时,2mm和3mm的吸波涂层实测反射损耗。结果显示,相比于模拟出的电磁波效果,实测反射率会有一定程度的降低。且在填充量为15%,厚度为2mm,达到最大的最大反射损耗值为-18.2dB,反射损耗低于-10dB的吸收带宽为2.8GHz。(2)通过SEM、TEM、Raman等表征手段研究了石墨烯与硫化钴复合材料(CoS@RGO)的微球结构形貌和化学组成,结果表明硫化钴与石墨烯属于包覆结构,硫化钴结构呈三维(3D)花状结构且表面具有超薄的片层结构,利用矢量网络分析仪测试了不同石墨烯浓度包覆的CoS@RGO/石蜡复合材料的模拟反射率,结果显示在0.8mg/mL石墨烯浓度包覆的CoS@RGO复合材料具有最好的吸波效果,在经过进一步研究在石蜡基体中不同填充量(15%,20%,25%,30%)结果表明在填充量为20%时,复合材料的微波吸收性能最佳,在12.1 GHz时反射损耗值为-36.5 dB,薄厚度为2.0 mm。此外,这种材料具有12.5 GHz(4.7-17.2 GHz)的优良吸收带宽(反射损耗低于-10 dB)。(3)通过水热法成功制备出了ZnS微球,再通过化学法在表面包覆一层石墨烯,并通过XRD、SEM、TEM、XPS等表征手段制备出的材料进行表征,结果显示,硫化锌石墨烯复合材料具有膜包覆结构,在硫化锌的表面有许多凸起结构,直径在400nm左右,且尺寸分布相对均匀。将硫化锌石墨烯复合材料按不同的填充量(15%,20%,25%,30%)与石蜡混个制备出环形样,采用同轴法对其进行测试,得到材料的电磁参数以及其相应的模拟反射率。结果表明石墨烯包覆硫化锌复合材料在涂层厚度为2mm时,填充量为30%,能达到最好的吸波效果。在11.2GHz处达到最大反射损耗峰值达到-21dB,-10dB以下的频带宽为2.5GHz。更多还原

关 键 词： [2069830]石墨烯 硫化钴石墨烯复合材料 硫化锌石墨烯复合材料 [255631]电磁参数 反射率

分 类 号： [TB33]

领　　域： []