一种多孔中空磁性碳微管材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多孔中空磁性碳微管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将棉纤维加入含有浓磷酸的CoCl2水溶液中，室温浸泡0～15h后蒸馏除去水分，并置于烘箱中进行干燥，得到经CoCl2和H3PO4处理的棉纤维；步骤S2，将处理后的棉纤维转移至管式炉中，在氩气的保护下，进行热处理，待自然冷却后得到产物；步骤S3，将产物使用蒸馏水洗涤多次至洗涤后的液体呈中性，放置于烘箱中干燥，将洗涤后的产物进行研磨后得到多孔中空磁性碳微管材料。本发明专利技术相比于使用模板法、刻蚀法等制备多孔碳微管材料，该复合吸波剂材料具有制备工艺简单、便于操作、易于工业化生产、成本低等诸多优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔中空磁性碳微管材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁波吸收材料
，尤其涉及一种多孔中空磁性碳微管材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在国民经济的各个领域，依赖5G技术的发展，“V2X车联网技术”和“IOT物联网技术”近年来正快速崛起。人们在充分享受科学技术快速发展带来的福利的同时，也需要解决发展所带来与环境和健康密切相关的问题。如今，电磁辐射已不再简单的来自微波炉、电视、电脑、手机等日常的生活电器与设备。大到日常出行的交通工具(汽车、地铁)、智能化生产线、城市智能交通体系(智能交通灯)，小到戴在手腕上的一块智能手表，在正常工作及快速信息交互时都将不断地向外辐射电磁波。由此带来的电磁辐射或干扰不仅会对生命健康带来严重的威胁，还会对电子电器的功能安全产生重要的影响。在现代军事与国防领域，军事目标/武器装备的雷达隐身是现代化战争中实现快速突击和克敌致胜的重要法宝。提升武器装备的隐身性能，可以使其具备极强的战斗力和战略威慑力，对于保障国家安全与领土完整具有极为重要的作用。
[0003]吸波材料，又称微波吸收材料、电磁波衰减材料或雷达隐身材料，可以有效地减少电磁波在物体表面的反射，同时使得入射到材料内部的电磁波被有效地衰减。吸波材料的应用，不仅可以有效解决日常生产生活中的电磁污染防护和电磁兼容问题，还可以提高武器装备的战斗力和战斗寿命。在组成方面，吸波材料主要包含起电磁损耗作用的吸波剂材料和提供粘结与加工性能的基体材料。因此，高性能电磁波吸收材料开发的重中之重是开发具有“薄、轻、宽、强”电磁损耗特性的吸波剂材料。
[0004]磁性中空或多孔碳材料，具有密度小、电磁匹配性好等诸多的优点，而且多孔或中空的结构还可以增强材料与电磁波的相互作用，因此其在高性能吸波材料领域受到了广泛关注，具有较大的应用潜力。然而在磁性中空或多孔碳吸波剂材料开发领域还存在制备工艺复杂难以快速批量生产、成本高昂等问题。伴随着吸波材料需求的不断提升，如何快速、高效地生产低成本、高性能吸波剂材料就显得至关重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决现有磁性中空或多孔碳材料制备工艺复杂技术问题，提供了一种多孔中空磁性碳微管材料及其制备方法。
[0006]本专利技术提供了一种多孔中空磁性碳微管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]步骤S1，将棉纤维加入含有浓磷酸的CoCl2水溶液中，室温浸泡0～15h后蒸馏除去水分，并置于烘箱中进行干燥，得到经CoCl2和H3PO4处理的棉纤维；
[0008]步骤S2，将处理后的棉纤维转移至管式炉中，在氩气的保护下，进行热处理，待自然冷却后得到产物；
[0009]步骤S3，将产物使用蒸馏水洗涤多次至洗涤后的液体呈中性，放置于烘箱中干燥，将洗涤后的产物进行研磨后得到多孔中空磁性碳微管材料。
[0010]进一步地，步骤S1中，所述棉纤维的质量为20g～40g；所述CoCl2水溶液的体积为47mL～50mL且浓度为0～1.0mol/L；所述H3PO4的重量百分比为85wt％且体积为0～3.0mL。
[0011]进一步地，步骤S1中，烘箱处理的时间为10～24h，温度为60～120℃。
[0012]进一步地，步骤S2中，所述热处理包括以下具体步骤：
[0013]步骤S21，在温度400～500℃的环境下处理0～2.5h；
[0014]步骤S22，在温度900～1100℃的环境下处理1～3h。
[0015]进一步地，所述热处理过程的升温速率为1～10℃/min。
[0016]另一方面，本专利技术还提供一种多孔中空磁性碳微管材料，所述多孔中空磁性碳微管材料采用所述的制备方法制得。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术充分利用了棉纤维化学组成与微观相貌的特点，设计了一种使用预处理结合高温热解法的方式引入磁性金属粒子并获得多孔中空结构的方法，制备了具有多孔中空结构的磁性碳微管复合吸波剂材料。相比于使用模板法、刻蚀法等制备多孔碳微管材料，该复合吸波剂材料具有制备工艺简单、便于操作、易于工业化生产、成本低等诸多优点。本专利技术制备的多孔中空磁性碳微管材料在较小的厚度下，具有较强的吸波性能与较宽的吸波频带，更便于使用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的流程示意图。
[0019]图2为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例1制备的多孔中空磁性碳微管材料的扫描电镜照片。
[0020]图3为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例2制备的多孔中空磁性碳微管材料的扫描电镜照片。
[0021]图4为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例3制备的基于棉纤维的多孔中空磁性碳微管材料的扫描电镜照片。
[0022]图5为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例1、实施例2和实施例3制备的多孔中空磁性碳微管材料的XRD谱图。
[0023]图6为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例3制备的多孔中空磁性碳微管材料的孔径分布图。
[0024]图7为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例3制备的多孔中空磁性碳微管材料的Co组分含量。
[0025]图8为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例4制备多孔中空磁性碳微管材料的电磁参数曲线。
[0026]图9为本专利技术多孔中空磁性碳微管材料的制备方法的实施例4制备多孔中空磁性碳微管材料测试的电磁参数计算得到的反射损耗RL数据图。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔中空磁性碳微管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将棉纤维加入含有浓磷酸的CoCl2水溶液中，室温浸泡0～15h后蒸馏除去水分，并置于烘箱中进行干燥，得到经CoCl2和H3PO4处理的棉纤维；步骤S2，将处理后的棉纤维转移至管式炉中，在氩气的保护下，进行热处理，待自然冷却后得到产物；步骤S3，将产物使用蒸馏水洗涤多次至洗涤后的液体呈中性，放置于烘箱中干燥，将洗涤后的产物进行研磨后得到多孔中空磁性碳微管材料。2.如权利要求1所述的一种多孔中空磁性碳微管材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述棉纤维的质量为20g～40g；所述CoCl2水溶液的体积为47mL～50mL且浓度为0～1.0mol/L；所述H3PO4的重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵永刚，余文涛，方基永，廖松义，刘屹东，
申请(专利权)人：东莞华南设计创新院，
类型：发明
国别省市：