原位改性对石墨烯和石墨烯纳米带的电磁性能影响
[Abstract]:Absorbing material is an important military stealth functional material, which is urgently needed in military and civilian applications. Graphene is a promising absorbing material because of its light weight, large specific surface area and high dielectric constant. However, the gap between energy bands of graphene is zero, and its properties are difficult to control, so its application in absorbing field is limited. The band gap of graphene can be generated by quantum confinement or chemical doping, and the doped heteroatoms can effectively adjust its electronic structure and other intrinsic properties. In this paper, the electromagnetic parameters of graphene can be controlled from three aspects: nitrogen-doped graphene, graphene nanoribbons with different degrees of oxidation and nitrogen-doped graphene nanoribbons. Nitrogen-doped graphene was prepared by hydrothermal reduction method with graphene oxide precursor and urea as nitrogen source. Nitrogen-doped graphene with different nitrogen content was prepared by adjusting the ratio of graphene oxide to urea. Graphene oxide nanoribbons were prepared by hydrothermal method. graphene oxide nanoribbons with different oxidation degrees were prepared by adjusting the ratio of carbon nanotubes to potassium permanganate. nitrogen-doped graphene nanoribbons were prepared by hydrothermal method. nitrogen-doped graphene nanoribbons were obtained by hydrothermal method. Graphene oxide is reduced simultaneously in the process of nitrogen doping. Nitrogen doping reduces the interfacial spacing of nitrogen-doped graphene oxide and stacks the lamellae. The nitrogen contents of 10 NG, 30 NG and 50 NG are 8.54 at%, 7.52 at, 7.61 at, respectively. The higher the nitrogen content of nitrogen doping, the more defects of graphene lattice. There are three types of nitrogen doping in inks, pyrrole type and graphite type. The nitrogen doping types of nitrogen-doped graphene prepared in this paper are mainly pyrrole type and pyrrole type. The larger the amount of graphene oxide nanoribbons, the greater the degree of oxidation, the greater the opening of the ribbons, and the higher the proportion of oxygen-containing functional groups. The nitrogen content of 3NGNR, 5NGNR, 7NGNR is 3.53 at%, 3.76 at%, 4.77 at%. The higher the nitrogen content, the more defects on the graphene lattice. The nitrogen-doped graphene, graphene oxide nanobelts and nitrogen-doped oxygen are prepared. The graphene nanoribbon was mixed with paraffin wax, the mass fraction of the sample was 30%, the inner diameter was 3 mm, the outer diameter was 7 mm, and the thickness was about 3 mm. The electromagnetic parameters were measured. The loss tangent and reflection loss of the material were calculated according to the transmission line theory. For graphene oxide nanoribbons, the maximum absorption is - 16.03 dB at 9.84 GHz. For graphene oxide nanoribbons with a thickness of 3 mm, the RL-10dB band is 9.4 GHz-18 GHZ, the bandwidth is 8.6 GHz, and the maximum reflection loss is - 23 dB at a frequency of 12.5 GHz. For nitrogen-doped graphene nanoribbons, the RL-10dB band with a thickness of 3 mm has a 5GONR. Compared with graphene, N-doped graphene and graphene nanoribbons prepared by quantum confinement or chemical doping have better microwave absorbing properties, which is beneficial to the preparation of high-performance microwave absorbing composites.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB34;TQ127.11
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