本发明涉及合成树脂及塑料技术领域，具体涉及一种石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料的制备方法。
背景技术：
随着科学技术与电子工业的发展，各种电子仪器设备在商业、工业、医疗卫生等的应用日益增多，电磁干扰已经成为继工业“三废”之后的第四大环境污染源，电磁污染已成为人类社会的 “隐形杀手”。
石墨烯独特的单层结构使其具有密度小、比表面积大、导电性能优良及介电常数高等特点，成为一种新型吸波材料。另外，在电磁场的作用下，氧化石墨烯(GO)表面大量暴露的化学键更容易产生外层电子的极化弛豫而衰减电磁波，为石墨烯在吸波领域的应用拓宽了前景；但作为吸波材料，石墨烯最大的缺点是不具有磁性及磁损耗，而且石墨烯高的介电损耗将引起阻抗匹配难的问题，从而影响吸波性能。因此，在石墨烯表面负载磁性空心Fe3O4纳米粒子，不仅可以提高复合材料的磁性能，增强磁损耗，有利于复合材料的阻抗匹配，而且H- Fe3O4颗粒作为隔离介质可减少石墨烯在干燥过程中重新堆叠呈三维石墨结构，对稳定石墨烯片层结构起相当重要的作用。同时，考虑在复合体系中加入导电聚合物作为包覆层，不仅加强了磁性H- Fe3O4粒子和石墨烯的界面结合，而且由于导电聚合物自身的高介电损耗，强化了复合材料在高频段的吸波性能。
技术实现要素：
本发明旨在提出一种石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料的制备方法。
本发明的技术方案在于：
石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）预氧化石墨的制备：
将2.0～4.0 g石墨粉和2.0~3.5 g过硫酸钠依次加人到10～16 mL浓硫酸中，于80℃搅拌9.0 h后用150～250 mL蒸馏水稀释，经洗涤，过滤，干燥至恒重；将预氧化石墨加入到100～150 mL浓硫酸中搅拌，并在冰水浴条件下缓慢加入20.0～40.0 g的KMnO4，搅拌0.5～1.0 h，并超声处理0.5 h，备用；
（2）GO的制备：
将预氧化石墨体系升温到35℃，反应2.0 h；随后，体系中缓慢加人200 mL蒸馏水，再反应2.0 h，控制温度不超过50℃，再次加入150～250 mL蒸馏水和10～40 mL质量分数为30％的H2O2终止反应，经洗涤并透析5～7天；
（3）石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料的制备：
将0.010~0.015 g的GO在60 mL乙二醇中超声分散形成均匀的分散液，然后加入0.42～1.68 g的FeCl3和FeCl3混合物；将0.62~2.49 g聚乙烯吡咯烷酮溶于70 mL乙二醇中，搅拌成澄清溶液；将所得溶液移入100 mL反应釜中，加热到200～230℃，并保温10.0~15.0h；将所得黑色粉末离心分离，用无水乙醇和去离子水各洗涤3次，于50～70℃真空干燥24.0 h，得到产物A；将产物A和0.8~1.2 g苯胺单体，加入到预分散有10.65 g十二烷基苯磺酸的溶液中，超声分散30～60 min，形成均一体系B；将1.96～2.94 g过硫酸铵引发剂溶解在50～100 mL蒸馏水中，缓慢滴加到体系B中，搅拌反应12.0 h；经抽滤，洗涤至滤液无色，于50～70℃真空干燥24.0~36.0 h，得到石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料。
所述的FeCl3和FeCl3混合物的质量比为1：1。
本发明的技术效果在于：
本发明空心四氧化三铁被成功负载在石墨烯表面，且复合材料中未出现GO在衍射角为10.24的衍射峰，表明GO在溶剂热反应中，在乙二醇的作用下被成功还原成石墨烯。
具体实施方式
石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
实施例1
（1）预氧化石墨的制备：
将2.0～4.0 g石墨粉和2.0~3.5 g过硫酸钠依次加人到10～16 mL浓硫酸中，于80℃搅拌9.0 h后用150～250 mL蒸馏水稀释，经洗涤，过滤，干燥至恒重；将预氧化石墨加入到100～150 mL浓硫酸中搅拌，并在冰水浴条件下缓慢加入20.0～40.0 g的KMnO4，搅拌0.5～1.0 h，并超声处理0.5 h，备用；
（2）GO的制备：
将预氧化石墨体系升温到35℃，反应2.0 h；随后，体系中缓慢加人200 mL蒸馏水，再反应2.0 h，控制温度不超过50℃，再次加入150～250 mL蒸馏水和10～40 mL质量分数为30％的H2O2终止反应，经洗涤并透析5～7天；
（3）石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料的制备：
将0.010~0.015 g的GO在60 mL乙二醇中超声分散形成均匀的分散液，然后加入0.42～1.68 g的FeCl3和FeCl3混合物；将0.62~2.49 g聚乙烯吡咯烷酮溶于70 mL乙二醇中，搅拌成澄清溶液；将所得溶液移入100 mL反应釜中，加热到200～230℃，并保温10.0~15.0h；将所得黑色粉末离心分离，用无水乙醇和去离子水各洗涤3次，于50～70℃真空干燥24.0 h，得到产物A；将产物A和0.8~1.2 g苯胺单体，加入到预分散有10.65 g十二烷基苯磺酸的溶液中，超声分散30～60 min，形成均一体系B；将1.96～2.94 g过硫酸铵引发剂溶解在50～100 mL蒸馏水中，缓慢滴加到体系B中，搅拌反应12.0 h；经抽滤，洗涤至滤液无色，于50～70℃真空干燥24.0~36.0 h，得到石墨烯-空心四氧化三铁-聚苯胺纳米复合材料。
实施例2
在实施例1的基础上，所述的FeCl3和FeCl3混合物的质量比为1：1。