一種復(fù)合控溫材料、制備方法及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合控溫材料、制備方法及其應(yīng)用，該復(fù)合控溫材料由石墨烯與Li0.5?0.5xZnxFe2.5?0.5xO4復(fù)合而成的石墨烯/Li0.5?0.5xZnxFe2.5?0.5xO4復(fù)合材料，或由石墨烯與Mn1?xZnxFe2O4復(fù)合而成的石墨烯/Mn1?xZnxFe2O4復(fù)合材料，通過控制石墨烯的加入量以實(shí)現(xiàn)精確控溫，其中，x<1。本發(fā)明不僅具有優(yōu)良的抗熱沖擊和散熱的性能，而且通過控制石墨烯的添加量來實(shí)現(xiàn)精確控溫及均勻升溫的目的。同時(shí)本發(fā)明還具有良好的導(dǎo)電性。本發(fā)明的制備方法有溶膠凝膠法和共沉淀法，都具有對(duì)設(shè)備要求低、操作簡單、反應(yīng)溫度低、制備材料晶粒尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種復(fù)合控溫材料、制備方法及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合控溫材料，屬于生物材料和制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高，癌癥已成為嚴(yán)重威脅人類健康的疾病之一，目前還沒有預(yù)防或根治癌癥的良好方法。為了治療這一頑疾，人們研究了許多研究方法，其中磁熱療因其具有副作用小、加熱范圍控制性佳、加熱程度好等優(yōu)點(diǎn)受到了研究者的廣泛關(guān)注。醫(yī)學(xué)研究表明，人體正常組織細(xì)胞在48°C時(shí)仍能生存，而癌細(xì)胞在溫度超過42°C時(shí)就會(huì)被燒灼至死。磁熱療正是利用這一原理，通過直接注射或靜脈注射等定向匯集磁性產(chǎn)熱材料于腫瘤部位，在交變磁場下將腫瘤組織升溫至大概42?48°C，并保持一定時(shí)間，達(dá)到殺死腫瘤細(xì)胞而不使正常組織受損的目的。
[0003]除了生物醫(yī)藥領(lǐng)域，控溫材料還廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。早在上世紀(jì)六十年代，控溫材料就被應(yīng)用于航空航天電子設(shè)備溫控上。近年來隨著各種電子設(shè)備向微型化、高集成化和大功率化方向發(fā)展，抗熱沖擊和散熱問題成為制約電子設(shè)備發(fā)展的瓶頸，因此控溫材料在這些電子設(shè)備控溫領(lǐng)域的研究和應(yīng)用也逐漸成為控溫材料的一個(gè)研究熱點(diǎn)。然而目前應(yīng)用的控溫材料在精確控溫及均勻升溫方面都不是很理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種復(fù)合控溫材料、制備方法及其應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)精確控溫和均勻升溫目的的同時(shí)對(duì)導(dǎo)電性能也會(huì)有一定程度的提高。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種復(fù)合控溫材料，由石墨烯與L1.5—ο.5xZnxFe2.5—Q.5x04復(fù)合而成的石墨烯/1^0.5-().5\21^62.5-().5\04復(fù)合材料，或由石墨稀與1111—21^6204復(fù)合而成的石墨稀/]/[111 —xZnxFe204復(fù)合材料，通過控制石墨稀的加入量以實(shí)現(xiàn)精確控溫，其中，x〈l。
[0007]本發(fā)明通過石墨烯與鋰(錳)鋅鐵氧體復(fù)合，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料控溫的目的，并且是復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電性，通過控制石墨烯的加入量實(shí)現(xiàn)精確控溫的目的的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了均勻升溫目的。
[0008]優(yōu)選的，所述的石墨烯是普通石墨烯或氧化石墨烯中的一種或兩種的組合。
[0009]優(yōu)選的，所述石墨烯在復(fù)合材料中的含量小于等于20wt%。此含量下的石墨烯的溫控性能較好。
[0010]一種上述復(fù)合控溫材料的制備方法，將含有Li+、Fe3+、Zn2+的金屬鹽配成溶液，加入C6H8O7.H2O溶液，調(diào)節(jié)pH，經(jīng)老化后得到溶膠體系，然后向溶膠體系中加入適量的石墨烯，形成前驅(qū)體，經(jīng)燒結(jié)后得到石墨稀/L1.5-Q.5xZnxFe2.5-Q.5x04復(fù)合材料。
[0011]優(yōu)選的，其步驟為:
[0012](I)將1^勵(lì)3、？6(勵(lì)3)3.9!120、211(勵(lì)3)2.6!120根據(jù)化學(xué)式1^。.5—。.5211丨62.5-。.5\04中各元素的化學(xué)計(jì)量比配成金屬硝酸鹽溶液；
[0013](2)將C6H8O7.H2O溶液與金屬硝酸鹽溶液攪拌混合，加入氨水調(diào)節(jié)pH值，老化后得到溶膠體系；
[0014](3)向溶膠體系中加入石墨烯，超聲攪拌后形成濕凝膠，干燥后得到前驅(qū)體；
[0015](4)將前驅(qū)體燒結(jié)冷卻后得到石墨烯/L1.5—0.5xZnxFe2.5—Q.5x04復(fù)合材料。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(2)的具體步驟為，將C6H8O7.H2O溶液與上述金屬硝酸鹽溶液在磁力攪拌作用下混合，并向混合液中滴入一定量的氨水，不斷調(diào)節(jié)PH值為7?8。將混合溶液電磁攪拌I?2h后，置于室溫下老化24-36小時(shí)，得到溶膠體系。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(3)的具體步驟為，稱取適量的石墨烯加入到溶膠體系中，超聲I?2h之后，70?80°C電磁攪拌2?3h后形成濕凝膠，80-90°C真空干燥形成干凝膠，然后在150?210 °C下保溫2?3h得到前驅(qū)體。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(4)的具體步驟為，前驅(qū)體在管式爐中450°C?650°C燒結(jié)I?2h，隨爐冷卻，樣品取出，研磨過200目篩即得到石墨稀/Liο.5-0.5xZnxFe2.5-0.5x04復(fù)合材料。
[0019]一種上述復(fù)合控溫材料的制備方法，將含有Mn2+、Fe3+、Zn2+的金屬鹽配成溶液，然后將溶液滴加至石墨烯的堿溶液中，反應(yīng)后，抽濾洗滌后得到石墨烯/Mm-xZnxFe204復(fù)合材料。
[0020]優(yōu)選的，其步驟為:
[0021 ] (I)將石墨烯與堿溶液混合均勻后得到溶液I;
[0022](2)將胞(:12.4!120、211(:12、？6(:13.6!120根據(jù)化學(xué)式1111—211^^204中各元素的化學(xué)計(jì)量比配成溶液2;
[0023](3)將溶液2滴加至溶液I中，加熱反應(yīng)后，靜置；
[0024](4)抽濾、洗滌、干燥后即得石墨烯/Mm—xZnxFe204復(fù)合材料。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(I)的具體步驟為，稱取一定量的石墨稀與NaOH溶液混合并超聲振蕩30-40分鐘配成溶液I。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(3)的具體步驟為，將溶液2緩慢滴加到70?80°C持續(xù)攪拌的溶液I中，然后將混合溶液加熱到80?100°C，反應(yīng)I?2小時(shí)，反應(yīng)完成后，將所得懸濁液室溫靜置3?5小時(shí)。
[0027]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(3)中反應(yīng)過程均在高純氮保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(4)中干燥的條件為80_90°C真空干燥10-12小時(shí)。
[0029]—種上述復(fù)合控溫材料在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用。
[0030]—種上述復(fù)合控溫材料在航空航天電子設(shè)備中的應(yīng)用。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0032]1.本發(fā)明不僅具有優(yōu)良的抗熱沖擊和散熱的性能，而且通過控制石墨烯的添加量來實(shí)現(xiàn)精確控溫及均勻升溫的目的。同時(shí)本發(fā)明還具有良好的導(dǎo)電性。
[0033]2.本發(fā)明的控溫范圍為23Γ?90Γ。
[0034]3.本發(fā)明的制備方法具有對(duì)設(shè)備要求低、操作簡單、反應(yīng)溫度低、制備材料晶粒尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明中制備的石墨烯-鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料的X射線衍射圖譜；
[0036]圖2為本發(fā)明中制備的石墨烯-鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料的掃描電鏡照片；
[0037]圖3為本發(fā)明中制備的石墨烯-猛鋅鐵氧體復(fù)合材料的磁熱性能曲線；
[0038]圖4為本發(fā)明中制備的石墨烯-鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料的磁熱性能曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0040]實(shí)施例1
[0041]將0.6381gLiN03、20.3507g Fe(NO3)3.9H20^0.6117g Zn(NO3)2.6H20配成金屬離子總濃度為1.5mol/L的金屬硝酸鹽溶液;稱取12.9574g C6H8O7.H2O配成0.5mol/L的溶液；將溶解好的兩種溶液，在磁力攪拌作用下使其很好的混合；向混合液中滴入一定量的氨水，不斷調(diào)節(jié)pH，直至pH測量儀顯示值為7。將混合溶液電磁攪拌2h后，置于室溫下老化24小時(shí)，得到溶膠體系。老化后的溶膠置于恒溫磁力攪拌器上，稱取形成L1.45ZnuFe2.45O4質(zhì)量的Iwt %的石墨烯加入到溶膠體系中，超聲Ih之后，80 °C電磁攪拌3h后形成濕凝膠。將濕凝膠移入真空干燥箱中80°C干燥形成干凝膠。將制備得到的干凝膠在210°C下保溫3h，以去除凝膠中的有機(jī)成分，并對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行研細(xì)處理，以利于其后續(xù)熱燒結(jié)的充分。按燒結(jié)制度在管式爐中對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行550°C燒結(jié)，之后隨爐冷卻，樣品取出，研磨過200目篩即得到墨稀/1^0.452]1().正62.45 04復(fù)合粉末。樣品在4(^，2231012條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0042]該實(shí)例制備的樣品的X射線衍射圖譜參見圖1，由圖1可知產(chǎn)物為尖晶石型鐵氧體和石墨烯的混合物;該樣品的掃描電鏡圖片參見圖2，由圖2可知合成的鋰鋅鐵氧體尺寸約為50nm，均勾附著于石墨稀表面。
[0043]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在86 °C左右。
[0044]實(shí)施例2
[0045]將0.6381gLiN03、20.3507g Fe(NO3)3.9H20^0.6117g Zn(NO3)2.6H20配成金屬離子總濃度為1.5mol/L的金屬硝酸鹽溶液;稱取12.9574g C6H8O7.H2O配成0.5mol/L的溶液；將溶解好的兩種溶液，在磁力攪拌作用下使其很好的混合；向混合液中滴入一定量的氨水，不斷調(diào)節(jié)pH，直至pH測量儀顯示值為7。將混合溶液電磁攪拌2h后，置于室溫下老化24小時(shí)，得到溶膠體系。老化后的溶膠置于恒溫磁力攪拌器上，稱取形成L1.45ZnuFe2.45O4質(zhì)量的3wt %的石墨烯加入到溶膠體系中，超聲Ih之后，80 °C電磁攪拌3h后形成濕凝膠。將濕凝膠移入真空干燥箱中80°C干燥形成干凝膠。將制備得到的干凝膠在210°C下保溫3h，以去除凝膠中的有機(jī)成分，并對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行研細(xì)處理，以利于其后續(xù)熱燒結(jié)的充分。按燒結(jié)制度在管式爐中對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行550°C燒結(jié)，之后隨爐冷卻，樣品取出，研磨過200目篩即得到3的％石墨稀/1^0.452]1().正62.45 04復(fù)合粉末。樣品在4(^，2231012條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0046]該實(shí)例制備的樣品的X射線衍射圖譜參見圖1，由圖1可知產(chǎn)物為尖晶石型鐵氧體和石墨烯的混合物。
[0047]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在44 °C左右。
[0048]實(shí)施例3
[0049]將0.6381gLiN03、20.3507g Fe(NO3)3.9H20^0.6117g Zn(NO3)2.6H20配成金屬離子總濃度為1.5mol/L的金屬硝酸鹽溶液;稱取12.9574g C6H8O7.H2O配成0.5mol/L的溶液；將溶解好的兩種溶液，在磁力攪拌作用下使其很好的混合；向混合液中滴入一定量的氨水，不斷調(diào)節(jié)pH，直至pH測量儀顯示值為7。將混合溶液電磁攪拌2h后，置于室溫下老化24小時(shí)，得到溶膠體系。老化后的溶膠置于恒溫磁力攪拌器上，稱取形成L1.45ZnuFe2.45O4質(zhì)量的5wt %的石墨烯加入到溶膠體系中，超聲Ih之后，80 °C電磁攪拌3h后形成濕凝膠。將濕凝膠移入真空干燥箱中80°C干燥形成干凝膠。將制備得到的干凝膠在210°C下保溫3h，以去除凝膠中的有機(jī)成分，并對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行研細(xì)處理，以利于其后續(xù)熱燒結(jié)的充分。按燒結(jié)制度在管式爐中對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行550°C燒結(jié)，之后隨爐冷卻，樣品取出，研磨過200目篩即得到墨稀/1^0.452]1().正62.45 04復(fù)合粉末。樣品在4(^，2231012條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0050]該實(shí)例制備的樣品的X射線衍射圖譜參見圖1，由圖1可知產(chǎn)物為尖晶石型鐵氧體和石墨烯的混合物。
[0051]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在36 °C左右。
[0052]實(shí)施例4
[0053]將0.6381gLiN03、20.3507g Fe(NO3)3.9H20^0.6117g Zn(NO3)2.6H20配成金屬離子總濃度為1.5mol/L的金屬硝酸鹽溶液;稱取12.9574g C6H8O7.H2O配成0.5mol/L的溶液；將溶解好的兩種溶液，在磁力攪拌作用下使其很好的混合；向混合液中滴入一定量的氨水，不斷調(diào)節(jié)pH，直至pH測量儀顯示值為7。將混合溶液電磁攪拌2h后，置于室溫下老化24小時(shí)，得到溶膠體系。老化后的溶膠置于恒溫磁力攪拌器上，稱取形成L1.45ZnuFe2.45O4質(zhì)量的7wt %的石墨烯加入到溶膠體系中，超聲Ih之后，80 °C電磁攪拌3h后形成濕凝膠。將濕凝膠移入真空干燥箱中80°C干燥形成干凝膠。將制備得到的干凝膠在210°C下保溫3h，以去除凝膠中的有機(jī)成分，并對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行研細(xì)處理，以利于其后續(xù)熱燒結(jié)的充分。按燒結(jié)制度在管式爐中對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行550°C燒結(jié)，之后隨爐冷卻，樣品取出，研磨過200目篩即得到墨稀/1^0.452]1().正62.45 04復(fù)合粉末。樣品在4(^，2231012條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0054]該實(shí)例制備的樣品的X射線衍射圖譜參見圖1，由圖1可知產(chǎn)物為尖晶石型鐵氧體和石墨烯的混合物。
[0055]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在31°C左右。
[0056]實(shí)施例5
[0057]將0.6381gLiN03、20.3507g Fe(NO3)3.9H20^0.6117g Zn(NO3)2.6H20配成金屬離子總濃度為1.5mol/L的金屬硝酸鹽溶液;稱取12.9574g C6H8O7.H2O配成0.5mol/L的溶液；將溶解好的兩種溶液，在磁力攪拌作用下使其很好的混合；向混合液中滴入一定量的氨水，不斷調(diào)節(jié)pH，直至pH測量儀顯示值為7。將混合溶液電磁攪拌2h后，置于室溫下老化24小時(shí)，得到溶膠體系。老化后的溶膠置于恒溫磁力攪拌器上，稱取形成L1.45ZnuFe2.45O4質(zhì)量的9wt %的石墨烯加入到溶膠體系中，超聲Ih之后，80 °C電磁攪拌3h后形成濕凝膠。將濕凝膠移入真空干燥箱中80°C干燥形成干凝膠。將制備得到的干凝膠在210°C下保溫3h，以去除凝膠中的有機(jī)成分，并對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行研細(xì)處理，以利于其后續(xù)熱燒結(jié)的充分。按燒結(jié)制度在管式爐中對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行550°C燒結(jié)，之后隨爐冷卻，樣品取出，研磨過200目篩即得到9的％石墨稀/1^0.452]1().正62.45 04復(fù)合粉末。樣品在4(^，2231012條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0058]該實(shí)例制備的樣品的X射線衍射圖譜參見圖1，由圖1可知產(chǎn)物為尖晶石型鐵氧體和石墨烯的混合物。
[0059]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在30 °C左右。
[0060]實(shí)施例6
[0061]將2.9630gMnCl2.4H20、0.8744g ZnCl2'11.5619g FeCl3.6H2O配成金屬離子總濃度為lmol/L的金屬氯化鹽溶液;稱取6.8438g NaOH配成ImoI/L的溶液;將NaOH溶液升溫至800C，通入高純氮?dú)?，使NaOH溶液處于高純氮?dú)夥諊校缓髮⒙然}溶液緩慢滴加到持續(xù)攪拌的NaOH溶液中，然后將混合溶液在高純氮?dú)夥諊屑訜岬?00°C，并在高純氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)I小時(shí)。反應(yīng)完成后，將懸濁液室溫靜置5小時(shí)，然后在抽濾過程中用去離子水和乙醇將沉淀物洗滌至中性，在80°C條件下真空干燥10小時(shí)，即得到MntoZn0.3Fe204復(fù)合粉末。樣品在60A，223KHZ條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0062]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖4所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在33 °C左右。
[0063]實(shí)施例7
[0064]將2.9630gMnCl2.4H20、0.8744g ZnCl2'11.5619g FeCl3.6H2O配成金屬離子總濃度為lmol/L的金屬氯化鹽溶液；稱取6.8438g NaOH配成Imo 1/L的溶液并加入形成Mn0.7Zn0.3Fe204質(zhì)量的2wt %的石墨烯；將NaOH溶液升溫至80°C，通入高純氮?dú)猓筃aOH溶液處于高純氮?dú)夥諊?，然后將氯化鹽溶液緩慢滴加到持續(xù)攪拌的NaOH溶液中，然后將混合溶液在高純氮?dú)夥諊屑訜岬?00°C，并在高純氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)I小時(shí)。反應(yīng)完成后，將懸濁液室溫靜置5小時(shí)，然后在抽濾過程中用去離子水和乙醇將沉淀物洗滌至中性，在80°C條件下真空干燥10小時(shí)，即得到2wt %石墨稀/Mn0.7Zn0.3Fe204復(fù)合粉末。樣品在60A，223KHZ條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0065]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖4所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在28 °C左右。
[0066]實(shí)施例8
[0067]將2.9630gMnCl2.4H20、0.8744g ZnCl2'11.5619g FeCl3.6H2O配成金屬離子總濃度為Imo 1/L的金屬氯化鹽溶液；稱取6.8438g NaOH配成Imo 1/L的溶液并加入形成Mn0.7ZnQ.3Fe204質(zhì)量的4wt%的石墨烯；將NaOH溶液升溫至80°C，通入高純氮?dú)?，使NaOH溶液處于高純氮?dú)夥諊校缓髮⒙然}溶液緩慢滴加到持續(xù)攪拌的NaOH溶液中，然后將混合溶液在高純氮?dú)夥諊屑訜岬?00°C，并在高純氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)I小時(shí)。反應(yīng)完成后，將懸濁液室溫靜置5小時(shí)，然后在抽濾過程中用去離子水和乙醇將沉淀物洗滌至中性，在80°C條件下真空干燥10小時(shí)，即得到4wt %石墨稀/Mn0.7Zn0.3Fe204復(fù)合粉末。樣品在60A，223KHZ條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0068]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖4所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在23 °C左右。
[0069]實(shí)施例9
[0070]將2.9630gMnCl2.4H20、0.8744g ZnCl2'11.5619g FeCl3.6H2O配成金屬離子總濃度為Imo 1/L的金屬氯化鹽溶液；稱取6.8438g NaOH配成Imo 1/L的溶液并加入形成Mn0.7ZnQ.3Fe204質(zhì)量的6wt%的石墨烯；將NaOH溶液升溫至80°C，通入高純氮?dú)?，使NaOH溶液處于高純氮?dú)夥諊?，然后將氯化鹽溶液緩慢滴加到持續(xù)攪拌的NaOH溶液中，然后將混合溶液在高純氮?dú)夥諊屑訜岬?00°C，并在高純氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)I小時(shí)。反應(yīng)完成后，將懸濁液室溫靜置5小時(shí)，然后在抽濾過程中用去離子水和乙醇將沉淀物洗滌至中性，在80°C條件下真空干燥10小時(shí)，即得到6wt%石墨稀/Mn0.7Zn0.3Fe204復(fù)合粉末。樣品在60A，223KHZ條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0071]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖4所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在30 °C左右。
[0072]實(shí)施例10
[0073]將2.9630gMnCl2.4H20、0.8744g ZnCl2'11.5619g FeCl3.6H2O配成金屬離子總濃度為Imo 1/L的金屬氯化鹽溶液；稱取6.8438g NaOH配成Imo 1/L的溶液并加入形成Mn0.7ZnQ.3Fe204質(zhì)量的8wt%的石墨烯；將NaOH溶液升溫至80°C，通入高純氮?dú)?，使NaOH溶液處于高純氮?dú)夥諊?，然后將氯化鹽溶液緩慢滴加到持續(xù)攪拌的NaOH溶液中，然后將混合溶液在高純氮?dú)夥諊屑訜岬?00°C，并在高純氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)I小時(shí)。反應(yīng)完成后，將懸濁液室溫靜置5小時(shí)，然后在抽濾過程中用去離子水和乙醇將沉淀物洗滌至中性，在80°C條件下真空干燥10小時(shí)，即得到8wt%石墨稀/Mn0.7Zn0.3Fe204復(fù)合粉末。樣品在60A，223KHZ條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0074]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖4所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在37 °C左右。
[0075]實(shí)施例11
[0076]將2.9630gMnCl2.4H20、0.8744g ZnCl2'11.5619g FeCl3.6H2O配成金屬離子總濃度為Imo 1/L的金屬氯化鹽溶液；稱取6.8438g NaOH配成Imo 1/L的溶液并加入形成Mn0.7Zn0.3Fe204質(zhì)量的1wt %的石墨烯;將NaOH溶液升溫至80°C，通入高純氮?dú)?，使NaOH溶液處于高純氮?dú)夥諊校缓髮⒙然}溶液緩慢滴加到持續(xù)攪拌的NaOH溶液中，然后將混合溶液在高純氮?dú)夥諊屑訜岬?00°C，并在高純氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)I小時(shí)。反應(yīng)完成后，將懸濁液室溫靜置5小時(shí)，然后在抽濾過程中用去離子水和乙醇將沉淀物洗滌至中性，在80°C條件下真空干燥10小時(shí)，即得到1wt %石墨稀/Mn0.7Zn0.3Fe2Ck復(fù)合粉末。樣品在60A，223KHZ條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0077]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖4所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在27 °C左右。
[0078]實(shí)施例12
[0079]將2.9630gMnCl2.4H20、0.8744g ZnCl2'11.5619g FeCl3.6H2O配成金屬離子總濃度為Imo 1/L的金屬氯化鹽溶液；稱取6.8438g NaOH配成Imo 1/L的溶液并加入形成Mn0.7Zn0.3Fe204質(zhì)量的2wt %的氧化石墨烯；將NaOH溶液升溫至80°C，通入高純氮?dú)?，使NaOH溶液處于高純氮?dú)夥諊校缓髮⒙然}溶液緩慢滴加到持續(xù)攪拌的NaOH溶液中，然后將混合溶液在高純氮?dú)夥諊屑訜岬?00°C，并在高純氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)I小時(shí)。反應(yīng)完成后，將懸濁液室溫靜置5小時(shí)，然后在抽濾過程中用去離子水和乙醇將沉淀物洗滌至中性，在80°C條件下真空干燥1小時(shí)，即得到2wt%氧化石墨稀/Mn0.7Zn0.3Fe204復(fù)合粉末。樣品在60A，223KHZ條件下進(jìn)行磁熱性能測試。
[0080]該實(shí)例制備的樣品的升溫情況隨時(shí)間的變化曲線如圖4所示，由該圖可知該復(fù)合材料的溫度最高控制在32 °C左右。
[0081]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合控溫材料，其特征是，由石墨稀與Lit).5-Q.5xZnxFe2.5-0.5x04復(fù)合而成的石墨稀凡；[().5-().5\21^62.5-().5\04復(fù)合材料，或由石墨稀與1111—\21^6204復(fù)合而成的石墨稀/]/[111一xZnxFe204復(fù)合材料，通過控制石墨稀的加入量以實(shí)現(xiàn)精確控溫，其中，x〈l。2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合控溫材料，其特征是，所述的石墨烯是普通石墨烯或氧化石墨烯中的一種或兩種的組合； 所述石墨烯在復(fù)合材料中的含量小于等于20wt %。3.—種如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合控溫材料的制備方法，其特征是，將含有Li +、Fe3+、Zn2+的金屬鹽配成溶液，加入C6H8O7.H2O溶液，調(diào)節(jié)pH，經(jīng)老化后得到溶膠體系，然后向溶膠體系中加入適量的石墨烯，形成前驅(qū)體，經(jīng)燒結(jié)后得到石墨烯/LiQ.5-Q.5xZnxFe2.5-().5x04復(fù)合材料。4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征是，其步驟為: (1)將1^勵(lì)3小6(勵(lì)3)3.9!120、211(勵(lì)3)2.6!120根據(jù)化學(xué)式1^。.5—。.5211^^2.5—。如04中各元素的化學(xué)計(jì)量比配成金屬硝酸鹽溶液； (2)將C6H8O7.H2O溶液與金屬硝酸鹽溶液攪拌混合，加入氨水調(diào)節(jié)pH值，老化后得到溶膠體系； (3)向溶膠體系中加入石墨烯，超聲攪拌后形成濕凝膠，干燥后得到前驅(qū)體； (4)將前驅(qū)體燒結(jié)冷卻后得到石墨稀/1^0.5-0.5\211正62.5-().5\04復(fù)合材料。5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征是，所述步驟(2)的具體步驟為，將C6H8O7.H2O溶液與上述金屬硝酸鹽溶液在磁力攪拌作用下混合，并向混合液中滴入一定量的氨水，不斷調(diào)節(jié)PH值為7?8，將混合溶液電磁攪拌I?2h后，置于室溫下老化24-36小時(shí)，得到溶膠體系; 所述步驟(3)的具體步驟為，稱取適量的石墨烯加入到溶膠體系中，超聲I?2h之后，70?80 °C電磁攪拌2?3h后形成濕凝膠，80-90 °C真空干燥形成干凝膠，然后在150?210°C下保溫2?3h得到前驅(qū)體； 所述步驟(4)的具體步驟為，前驅(qū)體在管式爐中450 °C?650 °C燒結(jié)I?2h，隨爐冷卻，樣品取出，研磨過200目篩即得到石墨稀/L1.5-0.5xZnxFe2.5-0.5x04復(fù)合材料。6.—種如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合控溫材料的制備方法，其特征是，將含有Mn2+、Fe3+、Zn2+的金屬鹽配成溶液，然后將溶液滴加至石墨烯的堿溶液中，反應(yīng)后，抽濾洗滌后得到石墨稀/Mn1-xZnxFe204復(fù)合材料。7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是，其步驟為: (1)將石墨烯與堿溶液混合均勻后得到溶液I; (2)將MnCl2.4H20、ZnCl2、FeCl3.6H20根據(jù)化學(xué)式Mm—xZnxFe204中各元素的化學(xué)計(jì)量比配成溶液2; (3)將溶液2滴加至溶液I中，加熱反應(yīng)后，靜置； (4)抽濾、洗滌、干燥后即得石墨烯/Mm-xZnxFe204復(fù)合材料。8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是，所述步驟(I)的具體步驟為，稱取一定量的石墨烯與NaOH溶液混合并超聲振蕩30-40分鐘配成溶液I; 所述步驟(3)的具體步驟為，將溶液2緩慢滴加到70?80°C持續(xù)攪拌的溶液I中，然后將混合溶液加熱到80?100°C，反應(yīng)I?2小時(shí)，反應(yīng)完成后，將所得懸濁液室溫靜置3?5小時(shí)；所述步驟(3)中反應(yīng)過程均在高純氮保護(hù)氣氛中進(jìn)行；所述步驟(4)中干燥的條件為80-90 °C真空干燥10-12小時(shí)。9.一種權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合控溫材料在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用。10.—種權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合控溫材料在航空航天電子設(shè)備中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H01L23/373GK105826282SQ201610195847
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】孫康寧, 張書品, 李愛民, 劉昭君
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)