[發明專利]一種由ZIF-67/三聚氰胺制得的復合電磁吸波泡沫及其制備方法

有效

• 申請號: 202010134392.6
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111410194B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 姬廣斌;顧未華;趙越;陳家斌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;H05K9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發明公開了一種由ZIF?67/三聚氰胺制得的復合電磁吸波泡沫，所述復合電磁吸波泡沫由三維網狀的三聚氰胺泡沫以及正十二面體狀的金屬有機框架材料ZIF?67制備而成。本發明還公開了上述復合電磁吸波泡沫的制備方法。本發明制得的復合電磁吸波泡沫具有三維網狀結構，這種結構不僅為電子傳輸提供了途徑，有利于電磁波的吸收，而且它多孔的性質使其具有一定的隔熱特性。此外，高溫煅燒生成的三維碳基骨架提升了復合泡沫的電導率，增強了電磁波在其內部多重散射的能力，而由金屬有機框架材料ZIF?67衍生的磁性鈷基材料引入了磁損耗機制，從而協同增強其對電磁波的吸收能力。

技術領域

本發明涉及一種由ZIF-67/三聚氰胺制得的復合電磁吸波泡沫，還涉及上述復合電磁吸波泡沫的制備方法，屬于電磁吸波材料技術領域。

背景技術

現代電子設備和無線通訊設施在軍事、民用領域上的應用呈現迅猛增長，電磁波污染問題日益嚴重，不僅影響設備的正常運行，而且對人類的生產生活帶來了危害。為了適應國防建設和人民日常生活的需求，降低電磁干擾問題刻不容緩。由于傳統的鐵氧體吸波劑和磁性微球吸波劑難以滿足質量輕、頻帶寬等多方面要求，因此，輕質且高性能的電磁吸波材料被不斷設計開發。

近年研究發現，碳基泡沫材料具有優異的介電性能、良好的復合特性、特殊的三維網絡結構、較低的比重、較強的化學穩定性以及使用便捷、維護簡單、可設計性等優點，在雷達吸波領域有著廣闊的應用前景，已逐漸成為學界與工業界所追逐的熱點研究對象與應用方向。例如，Ye等人在三維碳泡沫表面采用化學氣相沉積熱解碳涂層以改善表面結合位點，然后沉積超薄SiC薄膜，通過調節薄膜厚度使得碳基泡沫實現吸波性能可控。(Ye，X.L.；Chen，Z.F.；Ai，S.F.；Hou，B.；Zhang，J.X.；Zhou，Q.B.；Liu，H.Z.；Cui，S.；Enhancedelectromagnetic?absorption?properties?of?novel?3D-CF/PyC?modified?byreticulated?SiC?coating，ACS?Sustainable?Chem.Eng.7(2019)11386-11395)。但單一碳基泡沫材料的介電常數較大，不利于阻抗匹配，導致其吸波性能較差。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種由ZIF-67/三聚氰胺制得的復合電磁吸波泡沫，該復合電磁吸波泡沫具有寬的有效吸收頻帶和強的反射損耗特性，不僅具有微波吸收功能，還具有隔熱功能。

本發明還要解決的技術問題是提供上述復合電磁吸波泡沫的制備方法，該制備方法能夠制備出具有三維網絡結構的碳基復合電磁吸波泡沫材料，且制備工藝簡單、成本低，適用于工業化大規模生產。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種由ZIF-67/三聚氰胺制得的復合電磁吸波泡沫，所述復合電磁吸波泡沫由碳基泡沫材料以及負載在碳基泡沫材料上的ZIF-67顆粒組成；其中，碳基泡沫材料由煅燒后的三聚氰胺泡沫得到。

其中，碳基泡沫材料為石墨化的碳基泡沫材料，碳基泡沫材料呈多孔的三維網絡結構。

上述由ZIF-67/三聚氰胺制得的復合電磁吸波泡沫的制備方法，具體為：在經堿液預處理的三聚氰胺泡沫表面接枝生長金屬有機框架材料ZIF-67，通過浸漬陳化過程使得ZIF-67顆粒牢固生長在三聚氰胺泡沫的表面，最后經過高溫退火熱處理后得到復合電磁吸波泡沫。

其中，上述制備方法具體包括如下步驟：

(1)將三聚氰胺泡沫浸入去離子水和乙醇中分別超聲洗滌，表面去除油污洗滌后再將三聚氰胺泡沫浸入氫氧化鈉溶液中，將浸潤后的三聚氰胺泡沫用去離子水洗滌，最后置于真空干燥箱中干燥；

(2)將六水合氯化鈷與聚乙烯吡咯烷酮加入甲醇中，得到混合溶液，將步驟(1)中干燥后的三聚氰胺泡沫加入混合溶液中進行磁力攪拌，攪拌后得到混合物料；