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申请/专利权人：河南省科学院碳基复合材料研究院

摘要：本发明涉及一种rGO‑双层CNT‑ERG微纳多尺度强韧化碳基复合材料及其制备方法，rGO之间相互搭接形成第一层导电网络，TIT结构互相缠结，镶嵌在rGO表面，又形成平面内的第二层导电网络结构。双层导电网络为载流子的传导提供了丰富途径。由于rGO、TIT和ERG具有不同的晶体有序度，其连接处形成丰富的异质界面，TIT双层管结构的设计也构造了更多骨架结构‑环氧树脂异质界面和空腔‑管壁异质界面，从而增强了界面极化，而ERG丰富的边缘结构具有优异的电荷极化能力，均促进了电磁微波的衰减和转换。该技术方案简单，工艺可控，原材料成本低，重复性好、普适性强，具有广阔的应用前景。

主权项：1.一种rGO-双层CNT-ERG微纳多尺度强韧化碳基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将MnO2纳米线材料超声分散到Tris水溶液中，然后向溶液中加入盐酸多巴胺，连续搅拌12~24小时后，用去离子水冲洗得到MnO2@PDA复合纳米线；步骤2：取MnO2@PDA纳米线，超声分散于无水乙醇中，加入去离子水和NH3·H2O，然后向溶液中加入正硅酸乙酯，磁力搅拌2~6h后，经过多次离心收集MnO2@PDA@SiO2复合纳米线；步骤3：将所制备的MnO2@PDA@SiO2复合纳米线置于0.5~1.0molL的草酸溶液中，在50~100℃水浴下浸泡2~8h，去除MnO2纳米线，得到PDA@SiO2空心管；步骤4：将PDA@SiO2复合纳米线材料超声分散到Tris水溶液中，然后向溶液中加入盐酸多巴胺，连续搅拌12~24小时后，用去离子水冲洗得到PDA@SiO2@PDA复合纳米线；步骤5：取GO溶液，在其中加入PDA@SiO2@PDA复合纳米线，取乙二胺加入混合液中并搅拌均匀，将混合溶液转移至以聚四氟乙烯为内衬的水热釜中，并在95~120℃下反应4~10h，冷却至室温后，得到rGO-PDA@SiO2@PDA水凝胶，用蒸馏水和乙醇的混合溶液洗涤，将rGO-PDA@SiO2@PDA水凝胶冷冻干燥36~72h，得到rGO-PDA@SiO2@PDA泡沫；步骤6：将制备好的rGO-PDA@SiO2@PDA泡沫置于热处理炉中，进行600~800℃的热处理，使复合泡沫中的PDA碳化，然后将其置于HF中反应以去除SiO2中间层，用去离子水多次清洗后置于60~100℃烘箱烘干，得到rGO-TIT；再将rGO-TIT泡沫置于2100~2500℃的热处理炉中处理2h，2100℃以上的高温热处理有助于消除材料内部的缺陷结构，热处理过程中碳结构通过微晶融合、面内缺陷消除或使芳香碳平面更加规则的方式改变微晶尺寸，减少平面内微晶边缘的存在，提高石墨微晶的面内有序度，进而使得电子传输能力增强并提升其电导率；所述TIT为双层碳纳米管；步骤7：将rGO-TIT泡沫置于5~10kPa的低压CVD系统中，设置反应温度为980~1200℃，以CH3OH为前驱体反应20~60min，冷却至室温后得到的rGO-TIT-ERG泡沫；所述ERG为富边缘石墨烯；步骤8：将双酚F环氧树脂与二乙基甲苯二胺DETDA以质量比100：20~35在50~80℃的温度下混合搅拌均匀，将其倒入rGO-TIT-ERG泡沫骨架中，通过真空辅助浸渍在110~150℃下固化4~8h后，成功制备了rGO-TIT-ERGEP复合材料；所述双酚F环氧树脂为Epon862，简称为EP。

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