[發(fā)明專利]一種四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211016711.9
• 申請(qǐng)日: 2022-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115323766A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張超;黃亞男;田恐虎;黃仲佳;王德偉;王靜;陳志鴻;劉曉薇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)環(huán)境友好材料與職業(yè)健康研究院（蕪湖）
• 主分類號(hào): D06M11/49
• 分類號(hào): D06M11/49;D06M101/40
• 代理公司: 蕪湖市昌強(qiáng)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34203
• 代理人: 周渭銘

本發(fā)明屬于柔性吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料及其制備方法，該柔性吸波材料由碳布基表面負(fù)載四氧化三鈷陣列組成仿毛毯狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用酸化預(yù)處理的碳布為柔性基底，通過(guò)常溫靜置反應(yīng)和退火處理兩步制得四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料，工藝簡(jiǎn)單，形貌獨(dú)特，采用二甲基咪唑作為有機(jī)配體，去離子水為溶劑，獲得了在碳布表面均勻負(fù)載的四氧化三鈷陣列，組成了仿毛毯狀柔性吸波材料，柔性吸波材料合成方法簡(jiǎn)單、微觀形貌可控，能夠滿足柔性應(yīng)用的要求；本發(fā)明制備的四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料在滿足柔性應(yīng)用的同時(shí)，兼具優(yōu)異的吸波性能，可同時(shí)滿足厚度薄、吸收強(qiáng)、頻帶寬等要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料及其制備方法。

背景技術(shù)

基底型柔性吸波材料受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注，其是由兼具柔性與電磁波吸收性能的材料作為基底，通過(guò)在基底表面負(fù)載不同形貌結(jié)構(gòu)的吸波劑以優(yōu)化其電磁波吸收性能。由碳纖維編織而成的碳布具有良好的柔性自支撐結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性、良好的結(jié)構(gòu)韌性、質(zhì)輕、化學(xué)和熱穩(wěn)定性好被廣泛應(yīng)用在不同領(lǐng)域。不幸的是，碳布的高導(dǎo)電性限制了其在微波吸收領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)降低碳布對(duì)入射波的反射，也即使其阻抗匹配或許是研究的重點(diǎn)。

可以通過(guò)設(shè)計(jì)特殊的形貌結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。金屬有機(jī)框架材料由于生長(zhǎng)簡(jiǎn)單，形貌可控，被認(rèn)為是構(gòu)建具有特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)的金屬/碳或金屬氧化物/碳復(fù)合材料的強(qiáng)有力的模板或前體，已經(jīng)廣泛被應(yīng)用為柔性吸波材料的前驅(qū)體。可以認(rèn)為利用金屬有機(jī)框架的特殊形貌能，在碳布表面負(fù)載金屬有機(jī)框架，能夠獲得阻抗匹配良好、吸波性能優(yōu)異的柔性吸波材料。

另外，隨著智能和可穿戴電子產(chǎn)品的迅速興起，潛在的電磁干擾不僅破壞了設(shè)備的可靠性，而且威脅著人類健康和信息安全。這就對(duì)吸波材料提出了更高的要求，開(kāi)發(fā)柔性吸波材料以衰減微波能量，從而降低有害電磁波，對(duì)于下一代電子設(shè)備的持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料，該柔性吸波材料由碳布基表面負(fù)載四氧化三鈷陣列組成仿毛毯狀結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提出一種四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料的制備方法，包括如下步驟：

S1、將稀硝酸和稀硫酸的按照一定體積比混合，劇烈攪拌30min后，加入碳布，進(jìn)行酸化處理；

S2、取出酸化處理完畢的碳布，用去離子水洗滌至中性，放入真空干燥箱中，在40℃干燥12h，獲得預(yù)處理碳布；

S3、將鈷鹽加入40mL去離子水中進(jìn)行攪拌超聲處理，處理結(jié)束后取出，獲得溶液A；

S4、將二甲基咪唑加入40mL去離子水中進(jìn)行攪拌超聲處理，處理結(jié)束后取出，獲得溶液B；

S5、充分?jǐn)嚢杷鋈芤築，將所述溶液A中加入至所述溶液B中進(jìn)行混合攪拌處理，攪拌結(jié)束后取出，獲得溶液C；

S6、將預(yù)處理碳布浸入所述溶液C中，常溫靜置反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后取出反應(yīng)產(chǎn)物；

S7、將所述產(chǎn)物進(jìn)行干燥處理至恒重，取出，得到鈷-金屬有機(jī)框架/碳布；

S8、將所述鈷-金屬有機(jī)框架/碳布在空氣氣氛下進(jìn)行退火處理，取出，得到仿毛毯狀四氧化三鈷/碳布柔性吸波材料。

進(jìn)一步的，在S1中所述的稀硝酸與稀硫酸的體積比為1：n，n的取值范圍為1～5。

進(jìn)一步的，在S1中所述碳布的面積：S≤25cm²。

進(jìn)一步的，在S1中所述酸化處理的時(shí)間為1～5h。