1.一种电磁增强碳磁复合材料,其特征在于其组分为膨胀石墨和尖晶石结构Fe3O4,碳铁原子比为22.58~95.15。
2.如权利要求1所述的电磁增强碳磁复合材料,其特征在于所述的膨胀石墨为蠕虫状的层片结构,长为120~850μm,宽为60~260μm,电阻率为0.08~1.30mΩ·cm。
3.如权利要求1所述的电磁增强碳磁复合材料,其特征在于所述的Fe3O4为多晶纳米环,其长轴长为60±20nm~200±20nm,长轴和短轴比为1.2~1.7,环厚度为10~25nm。
4.如权利要求1所述的电磁增强碳磁复合材料,其特征在于该碳磁复合材料的饱和磁化强度范围为7.12~23.61emu·g–1。
5.如权利要求1所述的电磁增强碳磁复合材料,其特征是在2~18GHz频率范围内,该碳磁复合材料的介电常数实部和虚部相对于膨胀石墨分别增加0.1~70和0.1~450倍,该碳磁复合材料的磁导率实部和虚部相对于Fe3O4纳米环分别增加0.8~4.5和0.5~136倍。
6.一种电磁增强碳磁复合材料的制备方法,其特征是采用以下方法制备权利要求1至5中任一所述的电磁增强碳磁复合材料,该方法包括下述步骤:
(1)膨胀石墨的制备:
采用球磨-热膨胀工艺制备膨胀石墨:先将可膨胀石墨球磨0~5h,然后在500~800℃下膨胀15~60min,得到膨胀石墨;
(2)膨胀石墨/乙醇酸铁纳米片复合物的制备:
采用吸附法制备膨胀石墨/乙醇酸铁纳米片复合物,具体是:先将表面活性剂0.5~2.0g、膨胀石墨0.5g、水100mL和乙醇酸铁纳米片在室温下搅拌12h,然后抽滤分离,得到所需膨胀石墨/乙醇酸铁纳米片复合物;乙醇酸铁纳米片与膨胀石墨的质量之比为0.2~0.8;
(3)膨胀石墨/Fe3O4纳米环复合物的制备:
采用烧结工艺制备膨胀石墨/Fe3O4纳米环复合物,具体是:先用陶瓷方舟装载膨胀石墨/乙醇酸铁纳米片复合物,然后将方舟置于单温管式炉中,在氮气或氩气保护下,于300~500℃下通过碳热还原反应1~2h,随炉冷却到室温,最后得到膨胀石墨/Fe3O4纳米环复合物,其为所述的电磁增强碳磁复合材料。
7.如权利要求6所述的电磁增强碳磁复合材料的制备方法,其特征在于所述的表面活性剂为PVP或CTAB。
8.权利要求1至5中任一所述电磁增强碳磁复合材料的应用,其特征是该材料在屏蔽、微波吸收、消毒副产物的去除、磁记录材料、逻辑器件、磁传感器、检测、生物分离、医学成像或靶向药物领域中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征是该材料具有显著的微波电磁增强效应,该效应是通过膨胀石墨超薄碳层的双各向异性和尖晶石结构Fe3O4的等离子共振增强的协同作用下实现的。