聚合物/CoFe2O4-石墨烯磁性纳米粒子复合膜的制备及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

石墨烯是一种新型的碳纳米材料，因其独特的二维晶体结构和优异的性能，近年来成为各领域研究的热点。作为新一代碳材料的石墨烯，不仅具有独特的物理结构和优异的力学、电磁性能，还具有良好的微波吸收性能，将其与磁性纳米粒子复合后可以得到一种兼具磁损耗和电损耗的新型吸收剂，可极大地提高石墨烯复合材料的微波吸收性能。因此，开展多功能石墨烯以及磁性片状石墨烯复合材料的研制，是未来新型吸收剂材料应用研究的重点。此外，在聚合物基体中引入石墨烯，不仅可提高复合材料的结构性能，并且能显著提高其电磁屏蔽性能。石墨烯是单层碳原子紧密堆积形成的炭质新材料，是构成零维富勒烯、一维碳纳米管和三维石墨的基本结构单元，也是目前世界上最薄的二维材料，厚度只有0.335nm，其c-c键长约为0.142nm。石墨烯层并不是完全平整的，表面会出现如波浪一般起伏的三维褶皱结构，促使二维晶体结构稳定存在。石墨烯的这种特殊晶体结构使其具有优异的力学、热学和电学性能，如强度比最好的钢铁要高100倍；热导率是金刚石的3倍，可达5000w·m-1·k-1；石墨烯载流子迁移率是商用硅片的10倍以上，高达15000cm2·v-1·s-1。另外，石墨烯还有超大的比表面积（2630m2/g）、室温量子霍尔效应和良好的铁磁性，是目前在常温下导电性能最好的材料，电子在其中的运动速度达到了1000m/s，远远超过了在其他导体中的运动速度。石墨烯这些特殊性能使其在电子信息、能源新材料以及军事工业等领域显示出广阔的应用前景。

从元素组成和理化特性来看，传统吸波材料主要有铁氧体、磁性金属、碳系材料等几类。作为吸波材料，铁氧体具有吸收强、频带较宽及成本低等特点，但存在密度大、高温特性差等缺点。磁性金属材料（如fe、co、ni等金属及其合金）具有饱和磁化强度高、磁导率和介电常数大等优点，但存在耐腐蚀能力低、密度大等缺点。碳系吸波材料具有原料来源广泛、制备工艺简单、密度低、电导率高等优点，但在单独使用时存在阻抗匹配特性较差、吸收频带窄、吸收性能弱等缺点。碳系吸波材料主要有石墨和炭黑、碳纤维和碳纳米管等。石墨早在二战期间就被填充在飞机蒙皮的夹层中用作雷达波吸收材料；炭黑导电性能稳定持久，具有高分散性、大比表面积等特性。石墨和炭黑单独用作吸波材料时，阻抗匹配性很差，故多与高聚物或者金属（氧化物）材料复合。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）cofe2o4磁性纳米粒子的制备

（2）cofe2o4/pei磁性纳米粒子的合成

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备，确定技术方案，并完成开题报告。

第4－10周：按照设计方案，制备石墨烯/cofe2o4磁性纳米粒子及其与pvdf复合的聚合物膜。

第11-13周：采用ft-ir、xrd、sem、tem、vsm和vna等测试技术石墨烯/cofe2o4磁性纳米粒子及pvdf膜的结晶和显微结构、电磁和吸收波性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]xiaoy,lix,zaij,etal.cofe2o4-graphenenanocompositessynthesizedthroughanultrasonicmethodwithenhancedperformancesasanodematerialsforli-ionbatteries[j].nano-microletters,2014,6(4):307-315.