石墨烯/磁性颗粒复合吸波材料的研究进展

石墨烯具有独特的二维材料性质,单以石墨烯作为功能粒子制备的吸波材料,吸波性能未达到预期值。为了开发"薄、轻、宽、强"的吸波材料,将不同磁性材料与石墨烯复合,可以改善单一石墨烯吸波材料的缺陷。分析了目前不同石墨烯/磁性颗粒复合吸波材料的吸波性能,主要介绍了石墨烯/磁性颗粒复合吸波材料的国内外最新研究进展,探讨了石墨烯/磁性颗粒复合材料的研究趋势。     

石墨烯与导电聚合物复合吸波材料的研究进展

首先简要介绍吸波材料的分类、吸波机理及电磁参数;其次研究分析石墨烯和导电聚合物材料的性能特点;然后详细探讨石墨烯与导电聚合物复合吸波材料的研究进展;最后,对石墨烯与导电聚合物复合材料的优缺点进行总结,并展望其未来发展趋势。     

吸波复合材料的研究进展

随着电子科技的高速发展,电子设备在工作与生活中也变得随处可见,电子设备虽然给人们的生活带来许多便利,但是随之而来的电磁辐射问题也日益严重。吸波材料能将电磁能转化为热能、机械能等其他形式的能量,进而可以从根本上解决电磁辐射的问题。经氧化剂和掺杂剂制备的聚吡咯作为一种导电高分子复合材料,其吸波性能也备受关注。文章首先探讨了聚吡咯的反应机理、吸波机理及掺杂机理;其次,探讨了吸波性能的电磁参数(介电常数、复磁导率及反射损耗),聚吡咯/棉吸波材料、聚吡咯/石墨烯吸波材料、聚吡咯/四氧化三铁吸波材料、聚吡咯/碳化硅吸波材料的吸波性能;最后,总结了聚吡咯在今后发展遇到的挑战和机遇。     

不同磁性材料掺杂石墨烯复合材料的吸波性能

单一石墨烯的吸波性能与期望的纳米材料的良好吸波性能存在着显著差距,将不同磁性材料掺杂纳米石墨烯制备吸波性能良好的纳米复合材料。磁性材料主要有纳米钡铁氧体、纳米铁镍合金、纳米四氧化三铁和纳米羰基铁粉。     

基于CuS/RGO@CNF复合材料的柔性超疏水吸波纺织品的制备和性能北大核心

采用低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)为黏结剂,利用纳米硫化铜/还原氧化石墨烯@纤维素纳米纤维(CuS/RGO@CNF)三元复合材料在棉织物上构筑表面粗糙结构,制备了柔性超疏水吸波纺织品。对整理织物的微观形貌和结构进行了表征,研究了整理织物的吸波性能和超疏水性能。结果表明,与纳米CuS、CuS/RGO复合材料相比,CuS/RGO@CNF复合材料具备微观多孔结构,呈现优异的微波吸收性能,最小反射损耗为-49.71 dB,整理的织物在频率为11.46 GHz时最小反射损耗可达到-32.4 dB,水滴接触角达到155.3°,具有优异的吸波、超疏水、防污及自清洁性能。     

涂层次序对复合材料电磁性能的影响

以聚氨酯为黏合剂,以石墨、氧化铋、石墨烯为功能粒子,采用涂覆法制备涂层涤棉织物。探讨涂层次序对介电常数、损耗角正切、吸波性能和力学性能的影响。结果表明:涂层次序对三层涂层复合材料的介电常数、损耗角正切、吸波性能及力学性能影响较大。在1～3 000 MHz内,以石墨为底层功能粒子、氧化铋为中层功能粒子、石墨烯为表层功能粒子的三层涂层复合材料的介电常数实部最大,吸波性能最好。     

石墨烯柔性复合材料吸波性能的研究

随着电子信息技术的发展,电磁波广泛存在于人们的日常生活中,已经成为重要的环境污染源之一.电磁波不仅会干扰飞机、雷达等军用设备的信号,还对人体的健康有潜在威胁,所以越来越多的研究工作者投入到电磁吸波材料的研究中.文章首先介绍了吸波材料的研究背景和机理;其次,围绕石墨烯/导电聚合物、石墨烯/磁性材料、三维多孔石墨烯基材料这...     

石墨烯系吸附与分离功能材料研究进展

石墨烯高比表面积和优异的电学、热学、光学和力学性能以及疏水/超亲油等特性,为石墨烯在新型吸附与分离功能材料方面的研究与开发提供了新途径。主要介绍了近年来石墨烯系吸附功能材料(石墨烯基海绵、石墨烯凝胶、石墨烯/碳纳米管复合材料)、石墨烯系功能分离膜材料(石墨烯多孔膜、石墨烯掺杂聚合物分离膜、层状排列石墨烯膜)以及石墨烯系连续吸油与分离功能材料等的研究成果;分析和讨论了石墨烯系吸附与分离功能材料制备方法及其在油水分离方面的研究进展和应用前景。     

涂层层数对镍粉/石墨基复合材料介电性能和吸波性能的影响

为了解制备工艺对涂覆型吸波材料性能的影响,实验研究涂层层数对镍粉/石墨基复合材料的介电性能及吸波性能的影响机制。选用PU2540型聚氨酯为黏结剂,镍粉、石墨为功能粒子,涤/棉平纹织物为基布,采用纺织涂层(刮涂法)工艺制备了涂层层数不同的镍粉/石墨基涂层复合材料。测试该复合材料的介电常数(实部、虚部、损耗角正切值)和反射损耗,分析涂层层数对复合材料介电性能和吸波性能的影响。结果表明：在测试频率1～1000 MHz范围内,3层的镍粉/石墨基复合材料对电磁波的极化能力、损耗能力及耦合能力最强;在测试频率10～3000 MHz范围内,涂层层数2层的复合材料的吸波性能最好,反射损耗最小峰值为-26.460 dB;3种涂层层数不同的复合材料在不同频段表现出不同的吸波特性。所得结果可为开发经济实用的吸波材料提供理论参考。     

石墨烯吸波材料的研究进展与发展方向

高强度电磁辐射不仅会对人体造成很大的伤害,还会干扰其他电子设备的正常运行。对此,国内外研究人员进行了大量研究,研究重点落在石墨烯吸波材料上。总结近几年来国内外石墨烯吸波材料的研究现状发现,以单一石墨烯为吸波剂制备吸波材料虽然具有一定的吸波性能,但性能测试值与预期值仍存在显著差异。针对现有单一石墨烯吸波材料阻抗匹配较差导致吸波性能较差的问题,以磁性材料与石墨烯掺杂作为吸波剂,改善石墨烯吸波材料的电磁参数及阻抗匹配。     

层层组装氧化石墨烯/聚吡咯涂层棉织物的电磁屏蔽性能

为制备高效吸波型电磁屏蔽织物,采用层层组装法在棉织物表面构筑氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)功能膜。借助傅里叶红外光谱仪和扫描电子显微镜对GO/PPy涂层织物的结构进行表征,通过万用表和矢量网络分析仪测试织物的导电性能和电磁屏蔽性能。结果表明:织物的阳离子化处理有利于氧化石墨烯和聚吡咯的沉积,适宜的GO质量浓度(0.4 g/L)有利于提升织物的电磁屏蔽效能;随着组装层数的增加,织物的电磁屏蔽性能增加,当组装层数为20时,织物的电磁屏蔽效能达到39.2 dB,可屏蔽99.98%的电磁能;织物对电磁波的吸收率始终大于50%,其主要的屏蔽机制为吸收而非反射。     

石墨烯复合材料在电化学检测食品中亚硝酸盐的研究进展

亚硝酸盐是一种常见的食品添加剂,过量的亚硝酸盐可与人体内的氨基化合物反应形成强致癌物亚硝胺化合物,因此对亚硝酸盐的检测极其必要。与其他传统检测方法相比,电化学法具有仪器简单、操作方便、分析快速和灵敏度高等优点。石墨烯具有电化学窗口宽、电化学稳定性好、电催化活性高和电子转移速率快等电化学特性,故石墨烯及其复合材料是用于检测亚硝酸盐电化学传感器的理想电极修饰材料。石墨烯与其他功能材料复合能进一步改善其可分散与可加工性能,提高修饰电极的电催化活性和检测选择性。本文综述了纳米金属粒子/石墨烯、金属复合物/石墨烯、纳米金属氧化物粒子/石墨烯、高分子纳米材料/石墨烯、非金属纳米材料/石墨烯等复合石墨烯材料修饰电极在电化学法检测亚硝酸盐方面的研究进展,并重点阐述了相关设计思路与电极反应机理,深入分析比较了不同复合材料修饰电化学传感器的检测效果,从而说明采用基于石墨烯复合材料修饰电极电化学检测亚硝酸盐更具优势。最后讨论了石墨烯复合材料修饰电极的不足,展望了其在食品中亚硝酸盐检测的应用前景和未来发展方向。     

碳纤维纸基复合材料研究进展

碳纤维纸基复合材料是使用短切碳纤维与植物纤维或含有羟基等功能基团的纤维,通过湿法造纸工艺制备的具有特殊性能的功能复合材料,在导电、电磁屏蔽,导热,摩擦及电极等领域均已得到应用。随着应用推广的不断深入,引入碳纳米管/石墨烯的碳纤维纸基复合材料的研究和开发也逐渐成为研究热点。本文对近年国内外碳纤维纸基复合材料的研究进展进行了归纳总结,以期为碳纤维纸基复合材料的研究开发提供参考。     

碳系电磁屏蔽材料的研究进展

随着电磁波的广泛应用,电磁污染已成为除空气、水、噪声污染外的第4类污染,故电磁防护非常重要。电磁防护材料主要分为吸波材料和屏蔽材料,吸波材料以损耗为主使电磁波衰减,屏蔽材料以反射、吸收和多次内反射等方式使电磁波衰减。碳系材料以其优良的导电性在电磁屏蔽家族中扮演着重要的角色,碳系材料包括石墨、膨胀石墨、石墨纳米片、碳纳米管和石墨烯等。碳系屏蔽材料可作为导电填料,提高聚合物的导电性。通过晶格掺杂可使碳晶格中产生更多缺陷,导电性提高,从而提高屏蔽效能。碳系屏蔽材料与其他材料复合可通过提高导电性或增加磁损耗,使屏蔽效能增加。将碳系屏蔽材料通过浸润或涂覆的方式负载到织物上,可制备电磁屏蔽织物。本文针对碳系屏蔽材料的现状进行综述,简要介绍了碳系屏蔽材料的制备方法,重点阐述了其通过晶格掺杂和材料复合提高屏蔽性能,最后总结了其在纺织方面的应用。     

电泳沉积碳纳米管和氧化石墨烯修饰碳纤维表面的研究进展

针对碳纤维表面极性官能团少,化学活性低,与基体间的界面结合强度弱等问题,综述了国内外关于电泳沉积碳纳米管和氧化石墨烯修饰碳纤维提高其复合材料力学性能的最新研究进展。阐述了在不同的电泳沉积工艺下,分别在碳纤维表面引入碳纳米管和氧化石墨烯,对修饰碳纤维表面及其复合材料力学性能的影响。总结了影响电泳沉积修饰碳纤维效果的因素,并提出了相应的建议。展望了电泳沉积修饰碳纤维表面的研究发展方向,指出对碳纤维、碳纳米管和氧化石墨烯进行预处理,添加辅助工艺的电泳沉积设备制造将会成为未来的重要研究方向。     

玻璃纤维/碳纤维织物基复合材料的电磁屏蔽性能

为增强碳纤维织物复合材料对电磁波的阻抗匹配性,减少二次反射,采用玻璃纤维调控碳纤维织物组织结构,并将其与水性聚氨酯复合,设计并制备了5种玻璃纤维/碳纤维(G/C)织物复合材料。借助超景深显微镜、矢量网络分析仪、模拟日光氙灯光源系统、红外热成像仪对G/C织物复合材料的形貌结构、电磁屏蔽性能、介电性能以及光热转化性能进行表征和分析。结果表明：在12.1 GHz下,纬纱采用2根玻璃纤维和单根碳纤维交替排列织造的G/C织物复合材料的屏蔽效能高达38.7 dB;G/C织物复合材料的组织结构变化可有效调控多种介电极化弛豫机制;G/C织物复合材料表面温度在模拟日光氙灯光源照射下响应速度快,其中玻璃纤维和碳纤维单根交替排列的G/C织物复合材料在2 kW/m²光照强度下照射300 s时,其表面温度可达71.8℃。     

碳纳米管基吸波复合材料的制备及其在纺织领域的应用研究进展

为有效解决碳纳米管在电磁吸波领域存在磁损耗性能弱和阻抗不匹配的问题,综述了近期国内外碳纳米管和磁性金属类复合材料电磁波吸收性能的最新研究进展.首先介绍了碳纳米管的吸波机制;其次围绕碳纳米管进行分析,详细总结了碳纳米管和磁性金属及其金属化合物复合材料的制备方法、影响因素、吸波机制和吸波效果,同时阐述了其在纺织领域的制备及...     

Development of electrically conductive composites based on recycled resources

Abstract

The current study was focused on the development of electrically conductive composites of carbon particle filled cotton fabric/epoxy systems. The carbon particles were refined to the scale of micro/nanoparticles using ball milling and morphological properties were studied by Malvern zetasizer and SEM. The influence of different concentrations of carbon particles in green epoxy resin for electrical conductivity was studied. Additionally, the electrical conductivity and electromagnetic shielding ability of conductive composites were analyzed. Waveguide method at high frequency (i.e. at 2.45?GHz) was used to investigate the EMI shielding. Similarly, the effect of different concentrations of carbon particles in composites was also studied for mechanical strength (tensile and flexural). A comprehensive study showed the improvements in electrical and mechanical properties with increase in the concentration of carbon particles and their even distribution in resin. The composites with higher carbon filler concentration showed maximum electrical conductivity (1.0E–02), shielding effectiveness 23.13?dB and mechanical properties.     

基于石墨烯材料及其复合物的纺织品抗菌整理研究

石墨烯材料包括石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯,具有非常优异的物理化学性能。总结了石墨烯材料及其抗菌复合物的性能特点及其在纺织品抗菌整理方面的应用,探讨了石墨烯及其复合物的抗菌安全性,并指出石墨烯材料及其复合物在纺织品抗菌整理方面的研究方向。     

电磁吸收与屏蔽材料

首先介绍了主要电磁参数及其物理意义,其次简要分析了电磁吸收原理与电磁屏蔽原理,然后概述了吸波材料以及屏蔽材料的定义、分类、研究现状和发展趋势,最后论述了碳纤维、石墨、石墨烯、镍粉、滑石粉以及气相白炭黑等常用吸波材料的研究现状及其在电磁吸收与屏蔽领域中的发展趋势。