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聚合物基石墨烯复合材料的制备和电磁屏蔽性能研究
聚合物基石墨烯复合材料的制备和电磁屏蔽性能研究
摘要：
随着无线通信和电子设备的普及，电磁辐射对人体健康和电子设备的稳定运行造成了严重影响。因此，研究高效的电磁屏蔽材料具有重要意义。本文以聚合物基墨烯复合材料为研究对象，采用化学还原法制备了不同质量比的聚合物基石墨烯复合材料，并通过SEM、TEM、XRD和FTIR等表征方法对其形貌和结构进行了表征。此外，利用漏极电流法测试了样品的电磁屏蔽性能，探讨了不同质量比下复合材料的电磁屏蔽效果，并对其电磁屏蔽机制进行了深入分析。结果表明，聚合物基石墨烯复合材料能有效屏蔽电磁波，且其电磁屏蔽性能随石墨烯负载量的增加而提高。本研究为开发具有高效电磁屏蔽性能的新型材料提供了理论和实验依据。
关键词：聚合物基石墨烯复合材料，制备，电磁屏蔽性能，电磁屏蔽机制
一、引言
随着现代无线通信和电子设备的迅速发展，电磁辐射对人体健康和电子设备的稳定运行产生了越来越严重的影响。因此，寻找高效的电磁屏蔽材料成为了当前研究的热点。石墨烯作为一种新型的二维材料，具有优异的电子输运性质和高表面积，被广泛应用于电子器件、催化剂和能源存储等领域。由于其独特的层状结构和导电性能，石墨烯被认为是一种有潜力的电磁屏蔽材料。
二、实验方法
1.实验材料
本研究选取了聚合物作为基体材料，石墨烯作为填充物。聚合物采用XXX制备，并且在不同质量比下与石墨烯混合得到复合材料。
2.制备过程
首先，将聚合物加入适量的溶剂中，并进行分散。然后，将石墨烯逐渐加入溶剂中，并进行超声处理，以使其均匀分散。最后，通过化学还原法将石墨烯还原为石墨烯纳米片，并形成聚合物基石墨烯复合材料。
3.表征方法
采用SEM、TEM、XRD和FTIR等表征方法对样品的形貌和结构进行表征。SEM和TEM用于观察样品的形貌和形态结构，XRD用于分析样品的晶体结构，FTIR用于研究样品的化学结构。
4.测试方法
通过漏极电流法测试样品的电磁屏蔽性能。在测试过程中，将电磁波作用于样品表面，并测量其漏极电流。通过比较样品在不同频率下的漏极电流大小，评估样品的电磁屏蔽效果。
三、结果与讨论
通过SEM和TEM观察到样品中石墨烯的分散情况，结果显示随着石墨烯负载量的增加，石墨烯在聚合物基体中分散更加均匀。XRD和FTIR结果表明，石墨烯的添加对聚合物的晶体结构和化学结构没有明显的影响。
漏极电流法的测试结果显示，聚合物基石墨烯复合材料能够有效屏蔽电磁波。随着石墨烯负载量的增加，样品的电磁屏蔽效果逐渐提高。这可能是因为石墨烯具有优异的导电性能，能够有效吸收和散射电磁波。
电磁屏蔽机制主要包括吸收和反射两种方式。聚合物基石墨烯复合材料的电磁屏蔽效果可能是通过石墨烯的导电性能吸收电磁波，以及由于其特殊的层状结构产生的多次反射效应。
四、结论
本研究采用化学还原法制备了不同质量比的聚合物基石墨烯复合材料，并通过SEM、TEM、XRD和FTIR等表征方法对其形貌和结构进行了表征。实验结果表明，聚合物基石墨烯复合材料具有优异的电磁屏蔽性能，且其电磁屏蔽效果随石墨烯负载量的增加而提高。电磁屏蔽机制可能是通过石墨烯的导电性能吸收电磁波，以及由于其特殊的层状结构产生的多次反射效应。这为开发具有高效电磁屏蔽性能的新型材料提供了理论和实验依据。
参考文献：
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