自从曼彻斯特大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离法获得单片层石墨烯以来,具有独特二维平面结构和大比表面积特性的石墨烯便引起了科技界的极大关注。经过数十年的探索,目前已经发展出多种方法制备石墨烯及衍生物材料,在电子、能源、复合材料、生物医用等领域展示出独特的性质与应用潜力。与其它碳基电磁屏蔽材料相比,石墨烯以其独特的结构和性能有望突破传统碳材料的局限,成为一种新型有效的微波吸收材料。四氧化三铁纳米粒子(F-NPs)毒性低、生物相容性好,而且具有饱和磁化强度高、电损耗与磁损耗良好的性能,是传统的电磁屏蔽磁性材料。为了提高F-NPs的利用率,减少发生聚集和氧化现象,科研人员常将F-NPs与其它材料复合,例如设计制备核-壳结构或者在拥有大的比表面积的基体上分散沉积F-NPs,实现有效的协同效应达到优势互补的目的。基于石墨烯膜独特的二维平面结构特性,科研人员对还原氧化石墨烯(rGO)/F-NPs复合膜的制备、表征及应用做了诸多探索和研究。目前最常用的制备方法是水热/溶剂热法制备rGO/F-NPs复合体,再通过真空抽滤的方法制备rGO/F-NPs复合膜。抽滤方法制备的石墨烯膜的质量十分依赖于抽滤过程,虽然可以实现膜层排列整齐、晶体结构相对完整、力学性质优异等目标,但是也存在抽滤时间长、效率不高以及制备的薄膜样品面积小等问题,在规模化制备复合膜材料方面存在一定的局限性。本论文采用改进的热还原方法制备rGO/F-NPs复合膜材料,并研究了其微波吸收特性和力学性能,通过向复合膜中添加碳纤维微粉(CF)来提高复合膜的力学强度,同时优化复合膜的微波吸收性能。具体的,我们从以下两个方面开展了研究工作:(1)首先,通过改进的Hummers法制备具有一定质量浓度的氧化石墨(GO)溶液,并通过超声振荡的方法将GO剥离备用。然后采用溶液共混法和阶梯加热法来同步还原制备rGO/F-NPs复合膜样品。实验结果表明,通过这种方法制备的rGO/F-NPs复合膜样品表面平整连续,无气泡和裂纹,形貌良好;微观分析结果显示,样品表面具有典型的石墨烯褶皱和起伏形貌,F-NPs分散性好,均匀地附着于rGO表面上,颗粒大小约为20-80 nm。(2)以CF为增强相,我们首先对碳纤维微粉进行了表面处理。随后采用同样的方法制备了不同碳纤维含量的rGO/F-NPs/CF复合膜样品,并测试了其力学强度。分析表明,当碳纤维加入量为GO质量的10%时,其强度优化最为显著;保持最优碳纤维添加量,改变F-NPs含量制备了三元复合膜样品,并测试了其微波吸收特性。结果表明,当纳米粒子含量为200mg时,复合膜样品吸波性能最好;在厚度为2 mm、频率10.64 GHz时具有最佳的反射损耗值-22.18 GHz,有效吸波带宽为3.12 GHz,与未填加碳纤维的rGO/F-NPs(200 mg)复合膜样品相比,反射损耗率提高了近一倍,并有效拓宽了吸波频带。总之,本论文提出了一种将石墨烯与铁氧体复合成膜的技术,具有制备方法简单、易于规模化加工的特点。经过掺杂处理后,复合膜柔性、强度高,三元协同作用可以有效提高复合膜的吸波性能。