[發(fā)明專利]一種微米尺度方塊狀碳材料的超寬頻吸波劑的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010786230.0 | 申請日： | 2020-08-06 |
| 公開（公告）號： | CN111874888B | 公開（公告）日： | 2021-09-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 薛衛(wèi)東;葉偉平;高小洪;趙睿 | 申請（專利權(quán)）人： | 電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | C01B32/05 | 分類號： | C01B32/05;C01B32/184;C09K3/00;H05K9/00 |
| 代理公司： | 成都正煜知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51312 | 代理人： | 李龍 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 微米 尺度 塊狀 材料 寬頻 吸波劑 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及電磁波吸收材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種微米尺度方塊狀碳材料的超寬頻吸波劑的制備方法，其主旨在于解決現(xiàn)有碳材料無法在2.5mm以下?lián)碛休^寬的頻段吸收特性的問題，其主要方案包括如下步驟：(1)往5，10，15，20?四(4?吡啶基)卟啉中依次加入氯化鋇、硝酸鉀和無水乙醇，在高溫下攪拌至混合均勻；(2)將步驟(1)配制好的混合物放入瓷舟中，并將混合物置于真空下干燥處理；將干燥后的混合物置于氬氣中煅燒處理；(3)將步驟(2)中所得煅燒產(chǎn)物置于去離子水中煮沸，煮沸后抽濾分離，收集抽濾后的產(chǎn)物。本發(fā)明方法制得的方塊狀碳材料在低厚度下具有高吸收強度和寬吸收頻段，且方塊大小和石墨烯疊層數(shù)量可調(diào)節(jié)，從而使得材料的電磁吸波性能也具有可控性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及到一種微米尺度方塊狀碳材料的超寬頻吸波劑制備方法，屬于電磁波吸收材料技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
隨著科技進步，電磁波給人類在通信、工業(yè)和日常生活中帶來巨大方便的同時，也帶來了電子設(shè)備之間的相互干擾以及對人體健康的危害等嚴重問題。電磁波吸收材料通過將電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能，為解決這一問題提供了一種頗為有效的途徑。
微波吸收是指吸波材料能有效吸收入射電磁波，將電磁能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式能量消耗掉，吸波劑的電磁損耗能力直接決定了吸波材料的性能，
“輕、薄、寬、強”已經(jīng)成為高性能吸波劑的評價標準，開發(fā)高性能電磁屏蔽和吸收材料顯得極其重要。
目前報道的吸波劑如碳納米管和納米多孔碳材料等已有廣泛的應(yīng)用。例如，北京化工大學(xué)的隋剛課題組制備了鐵酸鋅@碳納米管的聚偏氟乙烯基吸波材料，研究發(fā)現(xiàn)該材料厚度為2.42mm時，反射損耗最低達到近-55dB，有效吸收頻帶為8.9-11.0GHz。(隋剛，李飛，袁俊杰，莊莉.一種聚偏氟乙烯基吸波材料及其制備方法[P].CN110527224A，2019-12-03.)Liang等人制備了ZnO/NPC為核、高度石墨化Co/NPC為殼的選擇性納米多孔碳材料，該復(fù)合材料填充量50wt％的樣品在1.9mm的厚度下最大反射損耗(RL)為-28.8dB，有效吸收帶13.8-18GHz。(Xiaohui Liang，Bin Quan，Guangbin Ji，Wei Liu，Yan Cheng，BaoshanZhang and Youwei Du，Novel nanoporous carbon derived from metal-organicframeworks with tunable electromagnetic wave absorptioncapabilities.Inorg.Chem.Front.，2016，3，1516-1526)。綜上所述，碳材料擁有良好的電磁波吸收性能，但是通常存在幾個突出的問題：(1)單一碳材料通常不具有磁損耗，吸波性能相較于磁性材料偏弱(2)一般碳材料無法在更薄的厚度(如2.5mm以下)擁有較寬的頻段吸收特性；(3)工藝復(fù)雜，成本較為高昂，不利于規(guī)模化的生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種微米尺度方塊狀碳材料超寬頻吸波劑的制備方法，該方法能夠得到可調(diào)節(jié)方塊大小和疊層數(shù)量的石墨烯材料，該電磁波吸波材料在低厚度(2.0mm)能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收強度和吸收頻寬。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種微米尺度方塊狀碳材料超寬頻吸波劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟(1)往5，10，15，20-四(4-吡啶基)卟啉中依次加入氯化鋇、硝酸鉀和無水乙醇，在高溫下攪拌至混合均勻；
步驟(2)將步驟(1)配制好的混合物放入瓷舟中，并將混合物于真空下干燥處理；將干燥后的混合物置于氬氣中煅燒處理；
步驟(3)將步驟(2)中所得煅燒產(chǎn)物置于稀鹽酸溶液中浸泡，浸泡后加入去離子水并煮沸，煮沸后抽濾分離，收集抽濾后的產(chǎn)物。
其中，得到的方塊邊長小于1.5微米，載體石墨烯面積不大于16平方微米，疊層數(shù)量至少為雙層。
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