[發(fā)明專利]一種凹凸棒基吸波材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010961109.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN112080250B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋雪峰;趙曉峰;孫菲;徐一峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 明光市銘垚凹凸棒產(chǎn)業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): C09K3/00
• 分類號(hào): C09K3/00;H05K9/00;B01J13/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發(fā)明涉及一種凹凸棒基吸波材料及其制備方法，其中制備方法包括：首先將氧化石墨烯分散溶液、改性凹凸棒懸濁液及鎳納米線混合，再加入抗壞血酸攪拌均勻，得到混合溶液；之后將混合溶液通過(guò)溶劑熱法自組裝，得到三元復(fù)合水凝膠；最后將三元復(fù)合水凝膠依次經(jīng)過(guò)洗滌、凍干過(guò)程后，得到凹凸棒/石墨烯/鎳納米線復(fù)合氣凝膠，即為凹凸棒基吸波材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有制備工藝簡(jiǎn)單、易于操作、原料成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，并具有多重反射與磁性損耗兩種不同的吸波機(jī)制，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)多種頻段的電磁波進(jìn)行有效吸收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種凹凸棒基吸波材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁波在給生活帶來(lái)便利的同時(shí)也對(duì)人類生命健康等帶來(lái)影響，因此，開發(fā)高性能的吸波材料已成為處理電磁波污染問(wèn)題的研究熱點(diǎn)。其中，常見(jiàn)的吸波材料如鐵氧體(Fe₃O₄等)、金屬微粉(Fe、Co、Ni等)與合金等，盡管有優(yōu)異的低頻吸波性能等優(yōu)勢(shì)，但由于其密度大且吸波機(jī)理單一，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的需求。近年來(lái)，由于其三維多孔結(jié)構(gòu)能夠增加電磁波在材料內(nèi)部的多重反射從而提高材料的吸波性能，氣凝膠成為了一類很有前景的吸波材料。此外，氣凝膠質(zhì)量輕且具有良好機(jī)械性能的特點(diǎn)使得其可以在便攜式設(shè)備等器件中得到很好的應(yīng)用。

作為一種天然粘土礦物，凹凸棒由于其大的比表面積、價(jià)格低廉、表面容易進(jìn)行改性且易與其他材料復(fù)合等特點(diǎn)，在吸附、催化劑載體等領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。然而，其在吸波領(lǐng)域的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。此外，凹凸棒遇水結(jié)構(gòu)坍塌、易團(tuán)聚等缺點(diǎn)也大大阻礙了其進(jìn)一步的應(yīng)用。

石墨烯由于其高比表面積、低密度、可調(diào)節(jié)的電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性和良好的可加工性等優(yōu)勢(shì)，在吸波領(lǐng)域中研究廣泛且應(yīng)用前景廣闊。但是，由于其易團(tuán)聚的特點(diǎn)，石墨烯的吸波性能會(huì)大大降低，而且由于吸波機(jī)制單一，其對(duì)低頻電磁波的吸收不能發(fā)揮很好的作用，限制了其應(yīng)用的廣泛性。

通過(guò)不同材料的復(fù)合來(lái)設(shè)計(jì)出高性能吸波材料成為滿足日益增長(zhǎng)的應(yīng)用需求的必要手段。石墨烯、凹凸棒和鎳在單獨(dú)作為吸波材料時(shí)都存在著自身的缺陷和優(yōu)勢(shì)，三種材料復(fù)合的氣凝膠有利于發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、彌補(bǔ)缺陷，提高材料的吸波性能。而且制備過(guò)程簡(jiǎn)單易操作，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。但是這種凹凸棒/石墨烯/鎳納米線三元復(fù)合氣凝膠作為吸波材料目前仍未被報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種凹凸棒基吸波材料及其制備方法，用于解決現(xiàn)有石墨烯氣凝膠吸波材料易團(tuán)聚、吸波機(jī)制單一、低頻電磁波吸收效果不理想的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種凹凸棒基吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將氧化石墨烯分散溶液、改性凹凸棒懸濁液及鎳納米線混合，再加入抗壞血酸攪拌均勻，得到混合溶液；

2)將混合溶液通過(guò)溶劑熱法自組裝，得到三元復(fù)合水凝膠；

3)將三元復(fù)合水凝膠依次經(jīng)過(guò)洗滌、凍干過(guò)程后，得到凹凸棒/石墨烯/鎳納米線復(fù)合氣凝膠，即為凹凸棒基吸波材料。

進(jìn)一步地，步驟1)中，所述的氧化石墨烯分散溶液采用改進(jìn)Hummers方法制備得到，該方法具體包括：將石墨與硝酸鈉分別加入至濃硫酸中，并在冰浴條件下攪拌20-40min，得到初混合液；向初混合液中分多次加入高錳酸鉀并攪拌50-70min至溶液呈紫綠色，得到再混合液；將再混合液于35-40℃下攪拌1.5-2.5h，再加熱升溫至85-95℃，加水?dāng)嚢?0-40min后，加水稀釋，得到稀釋液；將稀釋液降溫至30-40℃，并加入過(guò)氧化氫溶液至不再產(chǎn)生氣泡且溶液顏色變?yōu)辄S色，之后再分別用鹽酸與水洗滌后，即得到所述的氧化石墨烯分散溶液；其中，

所述的石墨、硝酸鈉、濃硫酸的投料比為(1-3)g:1g:(40-50)mL；

所述的石墨與高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:(2-4)；