[發明專利]多孔片狀鈷/碳復合吸波材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710843418.2
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107835625B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 俞璐軍;朱曜峰;董余兵;傅雅琴
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 單燕君

本發明涉及吸波技術領域，具體涉及一種多孔片狀鈷/碳復合吸波材料及其制備方法。所述復合吸波材料包括基體，基體內部為多孔結構，孔徑為10?200nm，孔內設置有碳層，孔隙率為5%?25%。該制備方法所需試劑少，制備工藝簡單，且無需高精密設備輔助，得到的鈷/碳復合吸波材料為多孔片狀結構，通過改變葡萄糖的含量可以調節復合材料的吸波性能。

技術領域

本發明涉及吸波技術領域，具體涉及一種多孔片狀鈷/碳復合吸波材料及其制備方法。

背景技術

隨著信息技術的不斷發展，越來越多的高頻電子設備逐漸出現在人們的日常生活中，隨之帶來的電磁波輻射不僅影響其他電子設備的正常運行，而且會對人體健康造成嚴重危害。如何有效地吸收電磁波輻射成為了一個亟需解決的難題。目前，電磁吸波材料按其損耗機理可分為磁損耗、介電損耗和電阻損耗三類。單一類型的吸波材料因其阻抗匹配失衡導致吸收效果較差，因此，制備包含兩種或三種損耗機理的復合型吸波材料成為了研究趨勢。磁性鈷類吸波材料(鈷粉、羰基鈷等)因其吸收效果較強，原料來源廣泛且價格低廉等優點一直受到研究者的廣泛關注，其缺陷在于材料密度較大，有效吸收頻寬（反射損耗?10dB）較窄。為降低鈷類吸波材料密度，拓展其吸波頻寬，引入碳系材料與其復合是一種行之有效的途徑。

中國專利 CN 101728045 A公開了一種氧化鈷/碳復合納米吸波材料的制備方法，該專利以有機溶劑為碳源，將非晶碳包覆在氧化鈷內核上制備得到氧化鈷/碳復合納米吸波材料，該專利的技術方案對吸波材料的密度并沒有有效改善，其有效吸波頻寬仍然沒有得到拓寬。中國專利CN 104263317 A公開了一種氧化鈷/ 石墨烯復合吸波材料的合成方法，該方法以金屬鈷鹽、氟化銨和尿素溶于水中，得到金屬鹽水溶液，將石墨烯的乙醇溶液與該金屬鹽水溶液混合后經干燥煅燒得到氧化鈷/石墨烯復合吸波材料，該材料為海膽型，該專利合成的吸波材料由于采用了石墨烯為原料，相對成本仍然較高，并且吸收頻寬也沒有得到明顯改善。

因此，為了滿足實際的生產應用，需要開發新的吸波材料。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種多孔鈷/碳復合吸波材料及其制備方法。

本發明從簡易、低毒和高性能的角度出發，以最基礎的方案為例，僅以硫酸鈷、尿素和葡萄糖三種試劑制備出高性能的多孔片狀鈷/碳復合吸波材料。該吸波材料具有優異的吸波能力，且通過改變葡萄糖的含量可以調節復合材料的吸波性能。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種多孔片狀鈷/碳復合吸波材料，所述復合吸波材料為多孔片狀結構，包括片狀的基體，基體內部為多孔結構，基體為鈷/碳復合物，孔徑為10-200nm，孔內填充有碳層，孔隙率為5%-25%。

作為優選，所述碳的來源為葡萄糖。

作為優選，碳層為葡萄糖熱處理碳化后得到。

作為優選，

一種上述的多孔片狀鈷/碳復合吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鈷鹽和尿素按照1:2-3的質量比溶于水中，并將混合液置于反應釜中反應12h以上，反應溫度為120-125℃，反應結束后，進行抽濾，得到紅棕色鈷前驅體；

該過程為水熱反應，反應時間為12-16h，在反應中，鈷鹽和尿素生成了鈷前驅體，鈷前驅體是一種鈷的絡合物。尿素主要是在水熱過程中熱分解生產氫氧化銨和二氧化碳，與鈷鹽反應生成鈷的絡合物（即所謂的前驅體）。這里避免使用氯化銨類原料，氯化銨分解，由于氯離子的存在會抑制上述鈷前驅體的生成。

（2）將上述得到的鈷前驅體分散于濃度為0.14-0.42mol/L的葡萄糖溶液中，攪拌得到均勻的混合溶液；

在這里，固體狀的鈷前驅體采用葡萄糖溶液進行處理，使得鈷前驅體的表面附著有葡萄糖。