本工作报道成功制备了Fe₃O₄@各向异性还原氧化石墨烯气凝胶/环氧树脂(Fe₃O₄@AGA/EP)纳米复合材料，具有优异的电磁干扰(EMI)屏蔽性能和力学性能。为了避免Fe₃O₄和氧化石墨烯(GO)的团聚，采用了一步水热还原法和单向冷冻法。通过冷冻干燥、退火处理、EP渗透和固化等工艺制备了Fe₃O₄@AGA/EP纳米复合材料。由于Fe₃O₄ (具有磁性和介电损耗性能)和三维AGA框架(具有高导电性)的协同作用，当Fe₃O₄: GO质量比为2:1时，Fe₃O₄@AGA/EP纳米复合材料的径向EMI屏蔽效率达到40.4 dB。与纯EP相比，其存储模量提高了116%。此外，纳米复合材料表现出以吸收为主的EMI屏蔽特性，这对于减少电磁波的二次污染具有重要意义。本研究为解决Fe₃O₄团聚问题提供了一步水热还原方法，制备了具有高EMI屏蔽性能和力学性能的EP-基复合材料。
  图1. GO、AGA、FeOOH@AGA和(Fe₃O₄)₂@AGA的(a)FTIR谱和(b)XRD谱; (c) (Fe₃O₄)₂@AGA的TEM图像和(d)AGA和 Fe₃O₄@AGA的磁化光谱。
 
图2. (a)纯EP、(b)AGA/EP纳米复合材料和(c) (Fe₃O₄)₂@AGA/EP纳米复合材料断口轴向的SEM图像，(a’)、(b’)、(c’)为径向对应的SEM图像。
  图3. AGA/EP纳米复合材料和Fe₃O₄@AGA/EP纳米复合材料轴向和径向的(a-b)EMI SE_T和(c)功率系数; (d)Fe₃O₄@AGA/EP纳米复合材料的EMI屏蔽机理示意图。
 
图4. 纯EP、AGA/EP纳米复合材料和(Fe₃O₄)₂@AGA/EP纳米复合材料的(a)存储模量和(b)损耗因子。

        相关研究成果由东华大学材料科学与工程学院、纤维材料改性国家重点实验室Yong Liu等人于2022年发表在Composites Communications (https://doi.org/10.1016/j.coco.2022.101391)上。原文：Fe₃O₄ uniformly decorated reduced graphene oxide aerogel for epoxy nanocomposites with high EMI shielding performance。

转自《石墨烯研究》公众号