[發明專利]一種基于煤矸石的微波吸收材料制備方法

有效

• 申請號: 201810587005.7
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108610015B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 田玉明;朱保順;力國民;鄒欣偉;王凱悅;周毅;武雅喬;梁麗萍;柴躍生;白頻波
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/13;C04B33/32
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 劉俊玲

本發明提供了一種基于煤矸石的微波吸收材料制備方法，對煤矸石進行破碎處理，得到煤矸石粉；對所述煤矸石粉進行酸洗，得到酸洗煤矸石粉；將所述酸洗煤矸石粉與水混合造粒，得到煤矸石基陶瓷微球；將所述煤矸石基陶瓷微球在二價鎳鹽溶液中浸漬，得到浸漬微球；將所述浸漬微球干燥后進行焙燒，得到基于煤矸石的微波吸收材料。本發明提供的方法，以煤矸石為原料，實現了煤矸石的回收再利用，節約資源和成本；同時，本發明所述方法僅需要簡單的破碎裝置、混合裝置和焙燒裝置即可，對設備要求低，且操作過程簡便，易于實施，能夠用于批量的工業生產。

技術領域

本發明涉及微波吸收材料技術領域，尤其涉及一種基于煤矸石的微波吸收材料制備方法。

背景技術

隨著電子技術的高速發展，電子、電氣設備或其他信息系統已經越來越廣泛的應用在人們的日常生產、生活的各個領域，隨之而來的是電磁輻射充斥著人們的生活空間，造成了嚴重的電磁污染，它已成為繼噪聲污染、大氣污染、水污染和固體廢物污染之后的又一大公害。因此，研究、開發針對電磁輻射污染的吸波材料引起了廣泛的關注。目前，在保證吸收強度的前提下，微波吸收材料正朝著輕質、寬頻、穩定性好、低成本和制備工藝簡單化的方向發展，以便滿足大型電磁設備的防護需求。

傳統微波吸收材料可分為磁損耗型和介電損耗型。磁損耗型吸波材料主要以羰基鐵、Fe₃O₄、CoFe₂O₄及FeNi合金等為代表，密度高是其共性問題，如何實現輕質化引起了研究人員的廣泛關注。與磁損耗吸波材料相比，介電損耗型吸波材料的涂層厚度較大，適合于多層結構形式設計。然而，單一形式的吸波材料難以同時達到多頻段、寬頻帶的吸收效果，如果將磁損耗與介電損耗吸波材料通過各種方法進行有效復合便可以克服單一吸波材料的不足，有助于增加吸收頻段、拓寬吸收頻帶。此外，只有當微波吸收材料與自由空間的阻抗相近時，入射電磁波才能較多地進入吸波材料內部并被損耗掉。因此，如何實現輕質、如何與介電損耗吸波材料有效復合已成為磁損耗吸波材料研究的熱點。如孫根班教授將磁性金屬Co、Ni微粒通過液相合成均勻負載、包覆于石墨烯材料制備得到輕質、吸波性能良好的Co/GN及Ni/GN復合材料；覃勇研究員則利用原子層沉積技術分別獲得Fe₃O₄包覆的碳納米螺旋和Ni均勻負載的石墨烯復合吸波材料。另外，還有大量研究集中在制備以Fe₃O₄、FeNi、Ni等磁性顆粒為內核，聚吡咯、SiO₂、C等介電材料為外殼構成的核殼結構復合材料。以上思路的共性是將比重大的磁損耗組分通過化學方法負載、包覆于以碳材料為代表的各類介電型載體上，形成對電磁波兼具磁損耗及介電損耗效應的復合吸波材料，不僅有效地解決了磁損耗材料的高密度問題，而且所制備的復合材料吸波性能優異。

然而，現有技術中用于制備復合微波吸收材料的方法中，大多對生產設備要求很高，工藝過程復雜，只適用于實驗室研究，難以實現大規模生產應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于煤矸石的微波吸收材料制備方法，該方法對生產設備要求低，過程簡便，易于實施，能夠用于大規模的產業應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種基于煤矸石的微波吸收材料制備方法，包含如下步驟：

(1)對煤矸石進行破碎處理，得到煤矸石粉；

(2)對所述煤矸石粉進行酸洗，得到酸洗煤矸石粉；

(3)將所述酸洗煤矸石粉與水混合造粒，得到煤矸石基陶瓷微球；

(4)將所述煤矸石基陶瓷微球在二價鎳鹽溶液中浸漬，得到浸漬微球；

(5)將所述浸漬微球干燥后進行焙燒，得到基于煤矸石的微波吸收材料。

優選的，所述步驟(1)中煤矸石粉的粒度≤300目。