碳材料由于其低密度而被广泛用于轻质且高效的微波吸收（MA）。然而，单一碳材料的阻抗匹配和吸收性能较差。氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）被广泛用作具有可定制介电性能的碳材料，但仍存在MA差、负载高的问题。本工作通过简单可控的热还原方法制备了一系列不同还原程度的大片GO，并对其MA性能进行了研究。对石墨烯的组成、结构和MA性能的分析表明，rGO的MA性能与还原程度和片材尺寸密切相关。大片石墨烯更容易相互重叠形成导电网络，从而减少填料负载。同时，混合不同还原度的rGO后，最佳反射损耗为-59.12 dB，分别是原单组分的2.13倍和1.59倍。有效吸收带宽为 3.54 GHz，负载仅为 1.5 wt%。这项工作为在低填料量下构建具有强 MA 能力的石墨烯基复合材料提供了一种有前景的方法。
 
 
Figure 1. （a）XRD光谱，（b）拉曼光谱，（c）XPS光谱，（d-h）GO和rGO的XPS C 1s光谱随不同温度还原。
 
 
Figure 2. (a) GO的AFM图像和片高，(b-f) GO和rGO的TEM图像随着不同温度的降低。
 
 
Figure 3. （a，b）介电常数，（c）不同负载下rGO的磁导率。(d) 还原温度为600 ℃的 1.5 wt% 复合材料的 RL 与厚度和频率的关系。rGO在600℃还原温度下不同负载量的 RL (e) 0.5 wt% (f) 1.0 wt% (g) 1.5 wt% (h) 2.0 wt%。
 
 
Figure 4. （a，b）介电常数，（g-i）rGO在不同还原温度下的反射损耗。 (c) RT800 在最佳厚度下的反射损耗，(d) RT800 在λ/4 条件下吸收体厚度 t_m 与峰值频率 f_m 的模拟，(e) 归一化输入阻抗模量 |Z_in/Z_o| RT800 生成。 (f) GO 的热还原机理。
 
 
Figure 5. (a-c) LGO、MGO 和 SGO 的 SEM 图像和尺寸分布。 (d) XPS 光谱，(e) GO 在不同片材尺寸下的特征参数。 (f) 介电常数，(g-i) rGO 与不同薄片的反射损耗。
 
 
Figure 6. 所有样品的介电常数范围 (a) 实介电常数，(b) 虚介电常数，(c) 介电损耗。(d) 混合样品的切线介电损耗。(e) F-2:1, (f) F-1:1, (g) F-1:2的反射损耗。(h) |Z _in /Z _o | 厚度为 4.04 毫米的所有样品的值和相应的反射损耗值。
 
 
Figure 7. (a) F-1:2 在最佳厚度下的反射损耗，(b) F-1:2 在 λ/4 条件下的吸收体厚度t m与峰值频率f m的模拟，(c)归一化输入阻抗模数 |Z _in /Z _o | 由 F-1:2 生成。(d) rGO 复合材料的电磁微波吸收机制示意图。
 
 
Figure 8. (a, b) 反射损耗、EAB、厚度和负载在不同温度下减少的样品和本工作中混合样品的对比图。(c) 各种基于 rGO 的材料的 MA 特性与这项工作的比较。
 
       相关研究工作由四川大学-Feng Chen 和Qiang Fu课题组于2022年发表在《Carbon》期刊上，原文：Light-weight, low-loading and large-sheet reduced graphene oxide for high-efficiency microwave absorber。

转自《石墨烯研究》公众号