通過pH調控水熱法石墨烯的電磁性能

陳宇濱，田俊鵬，褚海榮，時雙強，楊 程*

(1. 中國航發北京航空材料研究院, 北京 100095; 2. 北京石墨烯技術研究院有限公司, 北京 100095)

石墨烯作為一種新型的二維碳材料，其優秀的導電性能，加之巨大的比表面積等性質，使之適合用作吸波材料。理論研究與計算模擬也表明，石墨烯擁有與傳統材料不同的電磁特性，具備成為新一代吸波材料的潛力[1-4]。Chen等[5]通過噴霧干燥的方法處理氧化石墨烯(GO)分散液，在溶劑蒸發過程中GO片層發生自組裝，還原后得到多孔的“花狀石墨烯”。該材料在厚度為2 mm時電磁波吸收帶寬達到5.59 GHz，在16.1 GHz處達到-30.8 dB的吸收峰值。Wang等[6]分析了氧化還原法制備的還原氧化石墨烯(rGO)的吸波性能及機理，計算出在2 mm厚度時rGO在7 GHz處可達到-6.9 dB的吸收峰值，優于同條件下的碳納米管與石墨。Fang等[7]使用水熱法制備了尺寸100 μm左右的蜂窩狀三維石墨烯粉體，在S波段(2～4 GHz)實現了優異的吸波性能。迄今為止基于該類方法的石墨烯吸波材料已有廣泛研究，如Shi等[8]使用溶劑熱法制備的石墨烯在很寬的頻段顯示了吸波性能；Zhang等[9]通過離子調控的水熱法制備石墨烯，在8～18 GHz實現了優異的吸波性能，并進一步通過優化設計將其擴展到了2～18 GHz[10]。

研究報導中多采用氧化還原法制備石墨烯，其中還原溫度、反應溶液狀態、GO片層厚度等都會影響rGO的物理和化學性質。Fan等[11]發現GO在強堿性環境下表面性質會發生變化，更容易脫氧被還原。吳慧等[12]認為溶液的pH會顯著影響GO片層的聚集行為，在堿性條件下GO水溶液更穩定，酸性環境下GO的反應活性更強。……