[發(fā)明專利]以高粱秸稈芯為載體Fe3

有效

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• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN113697795B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉軍;陳國亮;楊元全;李瑤;崔寶棟;楊晗
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C01B32/914;C09K3/00;H05K9/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發(fā)明的以高粱秸稈芯為載體Fe₃C/C復合吸波材料及其制備方法，屬于電磁波吸收材料技術領域。該吸波材料以成熟高粱秸稈芯為多孔載體，通過浸漬?碳化還原方式制備了Fe₃C/C復合復合材料，材料組分以重量份計：九水硝酸鐵10?14份，草酸4?8份，玉米秸稈芯0.1?0.6份。制備時，先后將高粱秸稈芯浸泡于0.2?0.4mol/L九水硝酸鐵溶液和0.3?0.6mol/L草酸溶液中，完成浸泡后，于500?700℃下碳化還原反應2?4h，制得Fe₃C/C復合吸波材料。該制備方法簡單，高效，成本低，可操作性強，密度低，用于電磁波吸收領域，符合吸波材料“薄、輕、寬”的特點。吸波材料制備成測試樣品，經檢測在整個X波段幾乎都可達到90％以上電磁波吸收，吸波性能良好。

技術領域：

本發(fā)明屬于電磁波吸收材料制備技術領域，具體涉及以高粱秸稈芯為載體Fe₃C/C復合吸波材料及其制備方法。

背景技術：

由于電子通信設備的日益發(fā)展，所引起的電磁波干擾已成為一個需要考慮的嚴重問題。同時，它不僅會對人體健康造成損害，還可能干擾正常的溝通。因此，迫切需要制備電磁吸收材料來消除電子設備對人類日常生活的不利影響。電磁波吸收材料可以有效衰減入射電磁波，將電磁能量轉化為熱能，目前已成為處理電磁波干擾的熱點材料。此外，“重量輕，匹配厚度薄，吸收頻帶寬，吸收效能高”是吸波材料發(fā)展的方向。

一般來說，介電損耗材料，特別是碳材料，包括石墨烯，氧化石墨烯，還原氧化石墨烯，碳納米管，多孔碳等，以被廣泛用于制造吸波材料。其低密度可有效滿足理想吸波材料質量輕的需求。然而，過高的電導率很容易導致電磁波從吸波材料的表面反射，即阻抗匹配差。而且，它們存在著成本高，制備過程繁瑣的問題，限制了它們大規(guī)模的應用。

近年來，生物碳由于制備過程簡單，環(huán)保，為可持續(xù)原料且價格低廉，特別是農業(yè)廢物的碳材料逐漸成為研究的熱點。當前，生物質碳材料已經廣泛應用于電池，超電容器，催化劑等領域，被用來作為吸波材料研究較少，由于其多孔構型，可延長入射電磁波的透射路徑，產生多次反射和散射。以具有磁性的單質鐵及其氧化物作為磁損耗組分，負載于生物碳上，可作為有效吸波材料的候選者。

發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，解決吸波材料密度高，成本高的難題，提出一種以高粱秸稈芯為載體Fe₃C/C復合吸波材料及其制備方法，以天然高粱秸稈芯為多孔載體，兼含有鉀元素，可助于提高吸波性能。通過浸漬-碳化還原方式制備了Fe₃C/C復合材料，該材料制備方法簡單，高效，成本低，可操作性強，密度低，用于電磁波吸收領域，符合吸波材料“薄、輕、寬”的特點。當其與石蠟以質量比在1:2-1:20之間制備成測試樣品時，在2-18GHz范圍內達到90％電磁波吸收最優(yōu)頻段為8.42GHz，最大反射損耗達-21.19dB。具有良好的吸波性能。可充分利用自然中的農業(yè)廢料高粱秸稈，綠色環(huán)保，制備方法簡單易操作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種以高粱秸稈芯為載體Fe₃C/C復合吸波材料，包括原料及質量份數含量為，九水硝酸鐵10-14份，草酸4-8份，高粱秸稈芯0.1-0.6份。

所述的高粱秸稈芯為成熟高粱秸稈，且干燥情況良好，作為多孔載體使用。

以高粱秸稈芯為載體Fe₃C/C復合吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)備料：

按質量份數，九水硝酸鐵10-14份，草酸4-8份，高粱秸稈芯0.1-0.6份，備料；

(2)浸漬液制備：