[發明專利]一種四氧化三鐵-多孔碳復合吸波材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710868109.0
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN109548392B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 徐艷紅;李振鐸;陳冬;李漢辰;楊力
• 申請（專利權）人: 北京君研碳極科技有限公司
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴

本發明公開了一種四氧化三鐵?多孔碳復合吸波材料的制備方法，以多孔碳、四氧化三鐵前驅體溶液作為原料，將原料混合后混合物經水浴加熱、陳化、干燥，即制得四氧化三鐵?多孔碳復合吸波材料。其中四氧化三鐵與多孔碳復合良好，均勻負載在多孔碳表面。本發明的復合吸波材料制備方法工藝簡單，原料成本低廉，適合工業化生產。本發明所制備的復合吸波材料厚度在1.5mm處吸波性能達?43dB，有效吸波頻率(?10dB，?10dB相當于吸收90％的電磁波)可達4.8GHz，具有優異的吸波性能及良好的可調控性。

技術領域

本發明屬于吸波材料技術領域，具體涉及一種四氧化三鐵-多孔碳復合吸波材料的制備方法。

背景技術

隨著電子技術的高速發展，電子、電氣設備或其他通信系統早已遍布人們的日常生活、生產的各個領域，在為人們的生活帶來舒適便捷的同時，隨之而來的電磁波輻射污染也日益突出，成為繼四大污染之后的一種新的環境安全隱患。此外，電磁輻射也可能造成空間電波噪聲，從而干擾局部區域范圍內的電子設備的正常工作，引發設備故障或生產事故。吸波材料是一類能吸收、衰減投射到其表面的電磁波，并可使電磁波因干涉而消失或將電磁波轉化為熱能的功能材料。因此，研究和開發吸波材料不僅對人類環境有著重大而深遠的意義，對改善工業生產的勞動防護等方面也具有極其重要的作用。

四氧化三鐵屬立方晶體，反晶石結構，具有優良的磁學性能，使其在磁存儲材料、微波吸收、特種涂料、催化劑等方面有重要作用。近年來，四氧化三鐵作為一種新型吸附劑越來越受到國內外學者的關注。它不但具備了比表面積大、反應活性高等優點還同時結合了四氧化三鐵的磁性特征，使得四氧化三鐵對電磁波的吸附得以簡單實現。

多孔碳材料因具有發達的孔隙結構和極大的比表面積，而在日常生活和工業生產中有著廣泛的應用，比如：廢水處理、有害氣體的吸收、溶劑回收、食品提純、氣體的貯藏和分離等。多孔碳的內部豐富的孔道結構不僅可以使電磁波在其中經過多級界面反射，而且還可以與其他損耗機制的吸波材料復合以獲得高吸波性能的復合材料。

期待一種能夠同時結合四氧化三鐵和多孔碳吸附性能的高吸波性能的復合吸波材料。該材料能夠克服現有技術中單一組分吸波材料吸收電磁波性能差的問題，或者采用的吸波材料制備工藝復雜，成本高等缺陷。同時，該吸波材料生產成本低，易于規模化生產，能夠滿足生活、工業、軍事對其需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種四氧化三鐵-多孔碳復合吸波材料的制備方法，利用該方法制備的復合吸波材料不但具有質量輕、吸收強、頻帶寬等特點，而且制備過程簡單，易于工業化生產。

本發明的一個實施方式提供了一種四氧化三鐵-多孔碳復合吸波材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

a.將多孔碳加入到硝酸溶液中反應后干燥；

b.將三價鐵鹽、二價鐵鹽、氨水與還原劑混合制備四氧化三鐵前驅體溶液；

c.將步驟a得到的多孔碳與四氧化三鐵前驅體溶液混合后經水浴加熱、陳化、干燥后即制得四氧化三鐵-多孔碳復合吸波材料。

根據本發明的上述一個實施方式提供的制備方法，其中步驟a中的硝酸溶液的質量分數為10％～30％。

根據本發明的上述一個實施方式提供的制備方法，其中步驟a中的多孔碳與硝酸溶液的用量比為每10～30mL硝酸溶液中加入多孔碳1g。

根據本發明的上述一個實施方式提供的制備方法，其中步驟a中反應條件為：溫度40～60℃，時間1～3h。

根據本發明的上述一個實施方式提供的制備方法，其中步驟b中三價鐵鹽為三價鐵的氯化物、三價鐵的硝酸鹽、三價鐵的硫酸鹽、三價鐵的草酸鹽或三價鐵的醋酸鹽。

根據本發明的上述一個實施方式提供的制備方法，其中步驟b中二價鐵的氯化物、二價鐵的硝酸鹽、二價鐵的硫酸鹽、二價鐵的草酸鹽或二價鐵的醋酸鹽。