[發(fā)明專利]一種金屬有機框架復合氣凝膠材料及其制備方法和用途

有效

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• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111282522B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 鄒華維;費洋;陳洋;張浩若
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;H05K9/00;C01B32/05;D01F9/17
• 代理公司: 成都高遠知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發(fā)明提供了一種金屬有機框架復合氣凝膠材料及其制備方法和用途，屬于功能材料領域。該復合氣凝膠材料是將金屬有機框架材料@纖維素氣凝膠碳化后而得；所述金屬有機框架材料@纖維素氣凝膠是由金屬有機框架材料和纖維素制備而得的氣凝膠。該復合氣凝膠材料具有優(yōu)異的電磁屏蔽性能，其電磁屏蔽效能優(yōu)于現(xiàn)有技術中的電磁屏蔽材料，其主要是通過對電磁波的吸收屏蔽電磁干擾，避免了電磁波二次反射造成的污染，克服了現(xiàn)有技術中電磁屏蔽材料可能會造成二次反射污染的問題。此外，該復合氣凝膠材料密度低，是優(yōu)良的輕質(zhì)電磁屏蔽材料，可應用于軍事裝備領域、航天航空領域、民用電子設備領域，作為吸波材料和/或隱形材料，具有良好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于功能材料領域，具體涉及一種金屬有機框架復合氣凝膠材料及其制備方法和用途。

背景技術

由于電磁波輻射會干擾電子設備和通信設備，甚至威脅人們的健康，因此電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)屏蔽材料(簡稱電磁屏蔽材料)備受關注。通常EMI屏蔽機理包括三個過程：反射、吸收和多重反射。大多數(shù)電磁干擾屏蔽材料主要基于反射機理，但這可能會造成電磁波的二次反射污染。因此，開發(fā)一種以吸收為主的電磁干擾屏蔽材料十分重要，電磁波完全吸收是好的電磁干擾屏蔽材料的重要指標。同時，考慮到實際應用，輕便、耐腐蝕和具有多功能性也是電磁干擾屏蔽材料的重要指標。

現(xiàn)有報道的電磁屏蔽材料包括傳統(tǒng)的金屬和金屬復合材料、三維氣凝膠、多孔碳納米線、纖維及相關的復合材料等。它們各有優(yōu)劣，但是很難同時滿足輕質(zhì)和屏蔽電磁干擾以吸收為主這兩個作為電磁屏蔽材料的重要指標。

其中，傳統(tǒng)的金屬和金屬復合材料是用于屏蔽電磁波的常用材料，例如銅、鋁和銀等金屬材料因具有超高的導電性能而作為電磁干擾屏蔽材料。但是，金屬材料的高密度、低耐腐蝕和低耐氧化限制了它們的進一步應用。同時超高導電性能意味著對電磁波具有高反射率，雖然其具有很高的電磁干擾屏蔽效果，但是很容易造成電磁波的二次反射污染。

三維氣凝膠(或泡沫，或海綿)由于具有高比表面積、低密度和多級孔結構，并對電磁波形成消散，成為電磁干擾屏蔽材料的重要選擇。例如，Wu等合成了一種多孔的銅基泡沫，其密度為16.54mg/cm³，EMI屏蔽效能為52.5dB，雖然和金屬材料相比，該泡沫的密度有效降低，但是該泡沫單位密度下屏蔽效能大約為3174dB·cm³·g^-1，為了使用更加方便，其密度有待進一步降低，而屏蔽效能有待進一步提高。

高導電的多孔碳納米線、纖維及相關的復合材料也被證明具有高性能的EMI屏蔽能力。Li等，通過使用碳納米管(CNT)作為導電填料和纖維素氣凝膠作為多孔載體，構建了具有出色EMI屏蔽能力的復合導電網(wǎng)絡。但是，同樣，這些具有高導電性能的電磁屏蔽材料表示其對電磁波具有高反射率，容易造成電磁波的二次污染。

因此，迫切需要尋找到一種既輕質(zhì)，又具有強電磁波吸收能力的電磁干擾屏蔽材料，更好的應用于軍事裝備領域、航天航空領域、民用電子設備領域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金屬有機框架復合氣凝膠材料及其制備方法和用途。

本發(fā)明提供了一種金屬有機框架復合氣凝膠材料，它是將金屬有機框架材料@纖維素氣凝膠碳化后而得；其中，所述金屬有機框架材料@纖維素氣凝膠是由金屬有機框架材料和纖維素制備而得的氣凝膠。

進一步地，所述碳化溫度為100～1000℃；和/或，所述碳化時間為1～10h。

進一步地，所述碳化的溫度為700～900℃；

優(yōu)選地，所述碳化的溫度為800～900℃；

和/或，所述碳化時間為1～3h；

更優(yōu)選地，所述碳化在惰性氣體氣氛下進行。