本發(fā)明涉及一種比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑，還涉及上述比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑的制備方法，屬于微波吸收材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電子通訊的迅猛發(fā)展和電子設(shè)備的大量使用，在給人們的生產(chǎn)生活帶來極大便利的同時，產(chǎn)生電磁波也會反過來對電子設(shè)備造成干擾，甚至也會對人的身體健康產(chǎn)生嚴重的影響。軍事領(lǐng)域中，雷達監(jiān)聽雷達探測的發(fā)展，更加需要有效的電磁波吸收。因此，研究和制備高效的電磁波吸收材料具有非常重要的意義。根據(jù)阻抗匹配條件，理想的電磁吸波劑應該具有高的磁導率和適中的介電。另外，多孔結(jié)構(gòu)能夠有效的反射電磁波，進而更多地損耗掉電磁波。鑒于此，制備有合金負載的多孔碳是一種獲得高效電磁吸波劑的有效手段。然而，通常的合金制備方法需要很多額外的條件。如水熱合成方法很容易受到表面活性劑和反應條件的影響，高壓法需要高于常壓的壓力條件，存在危險性。多孔材料的制備通常采用復雜的模版-去模版途徑，不利于大規(guī)模的生產(chǎn)。

近年來，關(guān)于特殊結(jié)構(gòu)的磁性/碳材料復合物已經(jīng)有大量的研究。蘭州大學李發(fā)伸通過水熱法合成feco納米片，再與葡萄糖反應得到feco/c復合物，該材料在2.1mm的厚度下，最大反射損耗達到-48.2db。南京航空航天大學何建平將羰基鐵球進行預處理，后與go反應最終得到sci-rgo復合物，其最大反射值可以達到-52.46db。然而這些方法都存在著復雜的多步處理過程，不利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。基于以上考慮，設(shè)計簡易的途徑來實現(xiàn)納米合金顆粒負載多孔碳結(jié)構(gòu)是很有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑，還提供了上述比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑的制備方法，通過該制備方法得到的多孔結(jié)構(gòu)的合金/碳復合材料具有優(yōu)異的電磁吸波性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段為：

一種比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑，所述吸收劑為coxniy納米合金顆粒鑲嵌在多孔納米碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)里。

上述比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，交聯(lián)耦合制備凝膠前驅(qū)物：將所需量的鈷鹽和鎳鹽分別溶解于水中，再配置一定量的質(zhì)量分數(shù)為2.0wt％的海藻酸鈉溶膠，將溶解好的鈷鹽和鎳鹽緩慢倒入海藻酸鈉溶膠中，室溫下連續(xù)攪拌反應24h，攪拌結(jié)束后，將所得產(chǎn)物進行清洗干燥處理；

步驟2，將步驟1得到的前驅(qū)物置于氮氣氣氛中煅燒，得到所需產(chǎn)物。

其中，步驟1中，所述鈷鹽為硝酸鈷，所述鎳鹽為硝酸鎳。

其中，所述硝酸鈷的加入量為3～6mmol，所述硝酸鎳的加入量為6～9mmol。

其中，步驟1中，所述海藻酸鈉溶膠的體積為20ml。

其中，步驟1中，所述干燥溫度為60℃，干燥時間為24h。

其中，步驟2中，所述煅燒溫度為600℃，煅燒時間為6h。

其中，步驟2中，所述煅燒的升溫速率為1℃/min

本發(fā)明制備方法的原理：海藻酸鈉可以和多種金屬離子耦合形成有金屬離子節(jié)點的有機物鏈，在高溫煅燒下，co²⁺金屬離子和ni²⁺金屬離子被還原的同時按照投料比形成coni合金，另外斷鍵后的碳鏈重新分布在合金周圍，最終形成多孔的納米coni合金顆粒嵌入碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復合材料，并且合金的比例可以通過其加入量來改變。

有益效果：本發(fā)明制備方法工藝簡單、低成本，簡易條件下即可制備出多孔磁/碳復合吸波劑，適用于工業(yè)化大量生產(chǎn)；且制備得到的多孔結(jié)構(gòu)的合金/碳復合材料具有優(yōu)異的電磁吸波性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑的tem照片；

圖2為本發(fā)明實施例1、2、3分別制備得到的coxniy/c的x射線衍射圖譜；

圖3為本發(fā)明實施例1、2、3分別制備得到的coxniy/c的拉曼光譜圖；

圖4為本發(fā)明實施例1制備得到的co1ni1/c的tem照片；

圖5為本發(fā)明實施例2制備得到的co1ni2/c的tem照片；

圖6為本發(fā)明實施例3制備得到的co1ni3/c的tem照片；

圖7為本發(fā)明實施例1制備得到的co1ni1/c的反射損耗圖譜；

圖8為本發(fā)明實施例2制備得到的co1ni2/c的反射損耗圖譜；

圖9為本發(fā)明實施例3制備得到的co1ni3/c的反射損耗圖譜。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明，但是本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于此。

實施例1

本發(fā)明比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，稱取6mmol硝酸鈷和6mmol硝酸鎳分別溶解在100ml去離子水中，再配置20ml質(zhì)量分數(shù)為2.0wt％的海藻酸鈉溶膠，分別將溶解好的硝酸鈷和硝酸鎳溶液緩慢倒入海藻酸鈉溶膠中，室溫下連續(xù)攪拌24h，攪拌結(jié)束后，將反應后的初始產(chǎn)物用水和無水乙醇各清洗三次，清洗后置于真空干燥箱中60℃下干燥24h；

步驟2，將步驟1得到的初始產(chǎn)物在氮氣氛圍中高溫煅燒，升溫速率為1℃/min，煅燒溫度為600℃，保溫時間為6h，得到的產(chǎn)物標記為co1ni1/c。

實施例2

本發(fā)明比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，稱取4mmol硝酸鈷和8mmol硝酸鎳分別溶解在100ml去離子水中，再配置20ml質(zhì)量分數(shù)為2.0wt％的海藻酸鈉溶膠，分別將溶解好的硝酸鈷和硝酸鎳溶液緩慢倒入海藻酸鈉溶膠中，室溫下連續(xù)攪拌24h，攪拌結(jié)束后，將反應后的初始產(chǎn)物用水和無水乙醇各清洗三次，清洗后置于真空干燥箱中60℃下干燥24h；

步驟2，將步驟1得到的初始產(chǎn)物在氮氣氛圍中高溫煅燒，升溫速率為1℃/min，煅燒溫度為600℃，保溫時間為6h，得到的產(chǎn)物標記為co1ni2/c。

實施例3

本發(fā)明比例可調(diào)的coni/多孔碳微波吸收劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，稱取3mmol硝酸鈷和9mmol硝酸鎳分別溶解在100ml去離子水中，再配置20ml質(zhì)量分數(shù)為2.0wt％的海藻酸鈉溶膠，分別將溶解好的硝酸鈷和硝酸鎳溶液緩慢倒入海藻酸鈉溶膠中，室溫下連續(xù)攪拌24h，攪拌結(jié)束后，將反應后的初始產(chǎn)物用水和無水乙醇各清洗三次，清洗后置于真空干燥箱中60℃下干燥24h；

步驟2，將步驟1得到的初始產(chǎn)物在氮氣氛圍中高溫煅燒，升溫速率為1℃/min，煅燒溫度為600℃，保溫時間為6h，得到的產(chǎn)物標記為co1ni3/c。

圖2為實施例1、2、3分別制備得到的coxniy/c的x射線衍射圖譜，從圖2可以看到，實施例1、2、3制得的終產(chǎn)物具有相似的衍射峰，在30°～90°之間有三個明顯的衍射峰，對應于coni合金的(111)，(200)和(220)晶面。

圖3為實施例1、2、3分別制備得到的coxniy/c的拉曼光譜圖，從圖3可以看到，實施例1、2、3所得到的碳都具有一定的石墨化，其中實施例3碳的石墨化程度最高。

圖4、圖5、圖6分別為實施例1、2、3得到的coxniy/c的tem照片，從圖4～6可以看出，當硝酸鈷和硝酸鎳的加入量比例從1∶1到1∶2再到1∶3時，得到的合金/碳復合物基本上保持了相同的相貌，合金顆粒嵌入在多孔碳基質(zhì)中，有少部分合金顆粒發(fā)生了團聚。

圖7為實施例1得到的co1ni1/c的反射損耗圖譜，從圖7可以看到，產(chǎn)物co1ni1/c具有卓越的電磁波吸收性能，在頻率為13.95ghz，匹配厚度為2.2mm時，最佳反射損耗值可達到-43.09db，有效吸收頻寬為6.78ghz(10.81-17.59ghz)。

圖8為實施例2得到的co1ni2/c的反射損耗圖譜，從圖8可以看到，產(chǎn)物co1ni2/c具有卓越的電磁波吸收性能，在頻率為17.36ghz，匹配厚度為1.4mm時，最佳反射損耗值可達到-49.08db，有效吸收頻寬為3.08ghz(14.92-18.00ghz)。

圖9為實施例3得到的co1ni3/c的反射損耗圖譜，從圖9可以看到，產(chǎn)物co1ni3/c具有卓越的電磁波吸收性能，在頻率為12.88ghz，匹配厚度為1.8mm時，最佳反射損耗值可達到-29.85db，有效吸收頻寬為3.96ghz(10.48-14.44ghz)。

本發(fā)明制備比例可調(diào)節(jié)的coni納米合金顆粒嵌入多孔碳的復合結(jié)構(gòu)的方法是利用海藻酸鈉與多價金屬的耦合能力得到具有雙金屬節(jié)點的聚合物鏈溶膠，經(jīng)過后續(xù)的高溫處理在得到合金的同時形成部分石墨化的碳，最終得到合金與碳復合的多孔結(jié)構(gòu)吸波劑。合金和部分石墨化的碳分別具有較強的磁損耗和介電損耗能力，且可以達到一個較好的阻抗匹配；另外多孔的結(jié)構(gòu)可以使電磁波在材料內(nèi)部進一步的反射折射從而損耗掉。

本發(fā)明制備方法中將前驅(qū)物在氮氣中煅燒，鈷鎳離子被還原成金屬的同時按照投料比形成不同比例的合金晶粒，同時斷開的碳鍵重新排布在合金晶粒周圍，在一定溫度條件下，形成coni納米合金顆粒均勻嵌入在多孔碳復合結(jié)構(gòu)內(nèi)。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。