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三维石墨烯组装体—石墨烯气凝胶目前是一种新兴发展的石墨烯材料,具有高孔隙率、低密度、优异的介电性能和化学稳定性,使其在电磁屏蔽领域备受关注。一维超长磁性Fe3O4纳米线(Fe3O4 NWs)具有典型的形状各向异性,因此它具有许多优异性能例如比表面积大、空间限域及可组装性,这使得其在微波吸收领域成为热点。通过将石墨烯气凝胶和超长Fe3O4 NWs结构设计得到多界面异质结构是同步调控电磁屏蔽与微波吸收性能的可行科学途径之一。本论文主要以石墨烯及石墨烯气凝胶为载体,基于水热法可控制备了兼具多种电磁波损耗功能的超长Fe3O4纳米线-GO互穿结构气凝胶复合材料,并系统分析了其微观形貌、化学结构及微波吸收与电磁屏蔽性能。主要工作如下:1.基于水热法,以聚乙二醇(PEG)为软模板合成了分散均匀的一维磁性超长Fe3O4NWs,进一步设计得到超长Fe3O4 NWs穿插GO零维杂化颗粒。通过石墨烯原位自组装制备了具有宏观尺寸、结构可控的超长Fe3O4 NWs-GO互穿结构气凝胶结构。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子谱(XPS)、热失重分析(TGA)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段表征,结果表明,制备的磁性超长Fe3O4NWs直径可达30 nm,长度达到微米级,粒度分散均匀;同时超长Fe3O4 NWs-石墨烯复合材料搭建穿插形成了“网中网”型特殊结构。通过振动样品磁强计(VSM)以及四探针测试仪等手段表征,结果表明,复合材料具有较高的磁性及导电性。在此基础上系统研究了超长Fe3O4 NWs生长机理:Na2S2O3不仅利用自身弱还原性还原Fe(OH)3转变为Fe(OH)2,还与铁离子相互络合作用限制反应沉淀速度,同时软模板PEG控制Fe3O4生长方向,最终得到一维超长Fe3O4 NWs。2.分析了 Fe3O4 NWs与GO负载形貌和添加比例对超长Fe3O4 NWs-GO互穿结构杂化颗粒的电磁屏蔽与微波吸收性能的关联机制。结果表明,互穿结构更有助于提高材料的电磁屏蔽与微波吸收性能。当Fe3O4 NWs与GO添加比为1:1时,电磁屏蔽性能最佳,主要以吸收为主。此时微波吸收性能的最大反射损耗(RL)达到37.89 dB,阻抗匹配最佳,厚度为2 mm,有效吸收频宽(EAB)为5 GHz,这是因为互穿异质界面结构的形成增加了介电弛豫过程,提高了微波吸收特性。3.设计得到了三维Fe3O4NWs-GO互穿网络结构气凝胶/环氧树脂(EP)复合材料,并系统研究了 Fe3O4形貌和添加比例对材料的电磁屏蔽和微波吸收性能的影响。相比Fe3O4纳米球(Fe3O4 NPs)负载气凝胶材料,一维超长Fe3O4NWs-GO互穿结构气凝胶形成的“网中网”结构更能稳固三维材料内部构架,提高异质结构相比表面积,加强复合体系中电磁界面效应以及介电损耗与磁损耗之间的多损耗协同效应。当Fe3O4 NWs与GO添加比为1:2时,电磁屏蔽性能最高达到32 dB,效能以吸收为主;当添加比为1:1时,微波吸收在厚度2 mm下最大反射损耗达到46.51 dB,EAB达到10 GHz,阻抗匹配特性较好。该结果充分证明了 Fe3O4NWs-GO互穿结构气凝胶是一种理想的兼具电磁屏蔽和微波吸收性能的高性能新材料。