[發(fā)明專利]一種蓮蓬結(jié)構(gòu)的介孔碳與納米鈷復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108024493B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慕宇;張海燕;曾國勛;嚴(yán)成結(jié);陳元武
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00;C01B32/354;C01B32/05
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種蓮蓬結(jié)構(gòu)的介孔碳與納米鈷復(fù)合物，納米鈷嵌入介孔碳的孔洞中。本發(fā)明將磁性納米金屬鈷粒子嵌入介孔碳的孔洞中，對電磁波同時(shí)具有介電損耗和磁損耗，且易于控制吸波強(qiáng)度和損耗頻段，有效提高了電磁波吸收效果。同時(shí)由于金屬鈷質(zhì)量大，且對人體有害，本發(fā)明通過將少量的納米鈷粒子嵌入介孔碳的孔洞中，與鈷材料相比，在保證了吸波效果的同時(shí)，質(zhì)量更輕，更加安全，且可塑性強(qiáng)，可以廣泛摻雜于各種電磁波吸收材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蓮蓬結(jié)構(gòu)的介孔碳與納米鈷復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)與航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，各種電子、電氣設(shè)備為人們的日常生活以及社會建設(shè)帶來極大幫助。但另一方面，在電子電力設(shè)備中，電磁波相互干擾嚴(yán)重影響這些設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；電磁輻射對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、血液及心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)都有不同程度的危害，并且具備累積效應(yīng)；現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，隱身技術(shù)作為提高武器系統(tǒng)生存能力的有效手段，也受到各國的高度重視。如何實(shí)現(xiàn)電磁波的有效吸收，依然是目前研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

傳統(tǒng)的電磁波屏蔽方法主要依靠金屬鋼板，然而由于鋼板自身重量，成本高，移動(dòng)困難等缺點(diǎn)大大地限制了電磁屏蔽的適用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種蓮蓬結(jié)構(gòu)的介孔碳與納米鈷復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用，具有吸波性能好，重量輕，可塑性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種蓮蓬結(jié)構(gòu)的介孔碳與納米鈷復(fù)合物，納米鈷嵌入介孔碳的孔洞中。介孔碳為整體框架，納米鈷粒子通過共沉淀法進(jìn)入介孔碳孔洞中，形成類似蓮蓬的結(jié)構(gòu)。

其中，納米鈷的質(zhì)量含量優(yōu)選為17％～45％。納米鈷的粒徑優(yōu)選為10～200nm，更優(yōu)選10～20nm，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，納米鈷的粒徑為10nm。

所述介孔碳的比表面積優(yōu)選為800～1200m²/g。大的比表面積可以有利于負(fù)載納米金屬鈷，同時(shí)負(fù)載了鈷粒子之后，相比單純介孔碳，吸波機(jī)制更為多樣。

本發(fā)明通過共沉淀法將納米磁性金屬鈷嵌入介孔碳的孔洞中，所形成的復(fù)合物對電磁波具備介電損耗和磁損耗，在電磁波頻帶為2GHz～18GHz內(nèi)，對電磁波的吸收效果良好，且可以通過控制不同比例的介孔碳與硝酸鈷鹽的質(zhì)量比，來控制最優(yōu)吸波的頻段。

本發(fā)明還提供了上述蓮蓬結(jié)構(gòu)的介孔碳與納米鈷復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：

S1)采用溶膠凝膠法制備介孔碳；

S2)對介孔碳進(jìn)行球磨；

S3)將球磨后的介孔碳和硝酸鈷在水中混合均勻，滴加氫氧化鈉溶液，使鈷離子沉積于介孔碳的孔洞中；

S4)抽濾，固體經(jīng)干燥、管式爐煅燒還原，得到蓮蓬結(jié)構(gòu)的介孔碳與納米鈷復(fù)合物。

本發(fā)明對上述溶膠凝膠法制備介孔碳并無特殊限定，可以為本領(lǐng)域公知的方法。

優(yōu)選的，將碳源化合物溶解于酸性溶液中，加入硅烷偶聯(lián)劑，然后加入HF后升溫反應(yīng)，反應(yīng)后物質(zhì)在管式爐氮?dú)鈿夥罩懈邷靥蓟?，碳化后的物質(zhì)用HF酸溶液洗掉硅骨架，即可得到介孔碳。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述碳源化合物為蔗糖，所述酸性溶液為稀硫酸溶液，所述硅烷偶聯(lián)劑為正硅酸乙酯。

然后對介孔碳進(jìn)行球磨使其親水。

本發(fā)明優(yōu)選的，球磨后的介孔碳粒徑為40nm～50nm。然后將球磨后的介孔碳和硝酸鈷在水中混合均勻，優(yōu)選的具體為：

將球磨后的介孔碳用去離子水浸泡，再加入一定量的硝酸鈷，攪拌到物質(zhì)均勻分散在去離子水中。