[發明專利]一種雙金屬MOFs衍生Fe3

在審

• 申請號: 202110356805.X
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113088251A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 疏瑞文;徐靜;李曉慧;李寧寧
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;C01B32/05;C01G49/08;H01Q17/00;H05K9/00
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本發明公開了一種鐵鋅雙金屬?有機框架(FeZn?MOFs)衍生四氧化三鐵/鐵/碳(Fe₃O₄/Fe/C)復合吸波材料及其制備方法。以六水合氯化鐵和氯化鋅為金屬鹽，對苯二甲酸為有機配體，N,N?二甲基甲酰胺為有機溶劑，通過溶劑熱?高溫熱解兩步法，制得Fe₃O₄/Fe/C復合吸波材料。該制備方法綠色環保、無任何有毒害副產物產生、制備工藝簡單。制得的復合材料，通過簡單改變煅燒溫度使得碳框架形貌逐漸由傳統的正八面體向石榴狀轉變，同時調節煅燒溫度與匹配厚度可以實現強吸收、寬帶寬，有效吸收完全覆蓋X波段，幾乎覆蓋Ku波段，在微波吸收領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于電磁復合材料技術領域，具體涉及一種雙金屬MOFs衍生Fe₃O₄/Fe/C復合吸波材料的制備方法。

技術背景

隨著通信技術和電子技術的迅猛發展，越來越多的電子儀器設備被人們所使用，如平板電腦、智能手機、醫療設備及雷達系統等，這些產品給人們的日常生活帶來了極大的便利，與此同時，電磁干擾和電磁輻射又不可避免地給人們的生活帶來極大的困擾，導致人類賴以生存的空間電磁環境每況愈下，不同頻率的電磁輻射會增加心跳速率、危害人體健康。在軍事領域，由于現代戰爭信息化，雷達、衛星通訊等設備的出現使得作戰平臺及飛行裝備被敵方定位和打擊的可能性變大，作戰武器系統和軍事目標的生存受到了嚴重的威脅。因此，隱身技術的發展已經成為軍事技術領域關注的熱點問題。作為軍事防御領域隱身技術核心的微波吸材料(簡稱吸波材料)，被稱為“戰略競爭”的基本要素，在國防領域有著重要的戰略意義。在民用領域，吸波材料對環境保護和人體健康也起著極其重要的作用。因此，綜合性能優越的吸波材料能夠有效地吸收電磁波，從而消除或削減電磁污染，在電磁污染防護和軍事隱身領域都具有非常重要的應用前景。

多孔碳是一種新型的碳質吸波材料，其多孔結構不僅為電磁波的入射提供了更多的路徑，大大增加了電磁波與吸波劑的接觸幾率，而且可以使電磁波在孔道內進行了多次吸收和反射，導致電磁波能量更大程度地轉化為熱量而被耗散，因而具有較強的衰減能力。此外，多孔碳材料的密度較小，能夠滿足對輕質吸波材料的需求。

金屬-有機框架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是由無機金屬中心(金屬離子或金屬簇)與橋連的有機配體通過自組裝相互連接形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。因其結構上的多樣性、多孔性、可剪裁性以及超高的比表面積等優異特性，MOFs在催化、儲能和分離等領域擁有廣闊的應用前景。近年來，研究發現以MOFs為前驅體，在惰性氣氛中高溫熱解可以原位生成磁性金屬/碳復合材料。鐵基MOFs高溫熱解時可以生成鐵及其氧化物/多孔碳納米復合材料，具有多重異質界面結構、介電損耗與磁損耗的協同作用，因此是一種潛在的吸波材料。異核雙金屬MOFs衍生多孔碳材料具有可調的組成和多組分的協同作用，因此在微波吸收領域具有重要的應用前景。

本發明首先采用溶劑熱反應合成FeZn雙金屬MOFs，然后在氬氣氣氛中高溫熱解制備四氧化三鐵/鐵/碳(Fe₃O₄/Fe/C)復合吸波材料。通過簡單改變煅燒溫度使得碳框架形貌逐漸由傳統的正八面體向石榴狀轉變，同時調節煅燒溫度與匹配厚度可以實現復合材料對不同波段的電磁波有效吸收。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙金屬MOFs衍生Fe₃O₄/Fe/C復合吸波材料及其制備方法，該復合材料不但具有微觀形貌可控、微波吸收強度大、吸收頻帶寬、匹配厚度薄、吸收波段易調控等特點，而且其制備過程簡單、綠色環保。

本發明通過以下技術方案實現：

一種雙金屬MOFs衍生Fe₃O₄/Fe/C復合吸波材料，所述復合材料由特殊形貌(正八面體、石榴狀等)的多孔碳框架組成。