一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术属于吸波剂技术领域，公开了一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用，以六水合硝酸钴、六亚甲基四胺和氯化钠作为原料，采用油浴回流制备得到六边形Co(OH)2纳米片前驱体，在氮气氢气气氛中将六边形Co(OH)2纳米片前驱体还原成六边形Co纳米片；以Co纳米片为磁核，在常温下通过间苯二酚和甲醛的原位聚合反应包覆酚醛树脂层，在N2气氛保护下碳化以形成碳层。本发明专利技术采用包覆酚醛树脂层且碳化的方法，制备方法简单，反应条件温和，碳层均匀且层厚可调。Co@C吸波剂的核壳结构，是当下吸波材料结构研究中的热门，本发明专利技术中不同吸波损耗机制的材料复合，改善了吸波剂的阻抗匹配，提高了吸波性能。吸波性能。吸波性能。

【技术实现步骤摘要】
一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于吸波剂
，尤其涉及一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]目前，随着微波通讯技术的快速发展以及通信设备的频繁使用，电磁波辐射已经成为一种新的环境污染。电磁污染不仅会对人类的健康造成威胁，还会导致电子设备的使用。因此，开发一种具有强电磁波吸收并且宽吸收频率的新型吸波材料具有重要的意义。单一的吸波剂不能同时满足阻抗匹配和吸波材料所强调的“薄、轻、宽、强”等要求，这使得多种损耗机制共同作用的复合吸波剂材料受到广泛关注。除材料组成以外，结构的设计也会影响吸波性能，不同微观结构，例如核
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壳、蛋黄
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壳、花状、泡沫、中孔、纺锤体、一维和片状等结构，由于形状各向异性和尺寸分布，会显着提高吸波性能。六边形结构作为一种片状结构，由于其几何对称性低和高宽比大会引发高的形状各向异性，在吸波领域具有应用的潜力。核壳结构，也是当下吸波材料研究中的主流设计理念，通过对核壳材料的结构、组成含量的调整来优化吸波材料的电磁参数，实现阻抗匹配并提高吸波性能。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：单一的吸波剂不能同时满足阻抗匹配和吸波材料的要求，这使得多种损耗机制共同作用的复合吸波剂材料受到广泛关注；结构的设计也会影响吸波性能。
[0004]解决以上问题及缺陷的难度为：将多种损耗机制的吸波材料复合并不十分简单，其中涉及到实验方案的设计(实验方案是否具有可行性，材料之间是否会相互影响)，实验流程的安排(实验流程是否简单且安全系数高)以及最终性能的测试(最终吸波性能是否达到行业标准)。针对本技术方案中的Co@C吸波剂而言，目前报道的文献中也有类似组分的吸波剂，基本都是共混式复合且没有明显的特殊结构。而本技术方案率先以核壳结构形式将六边形Co纳米片和C层复合，结构新颖，与已报道文献相比具有明显优势。解决以上问题及缺陷的意义为：本专利技术设计了一个简单可行的实验方案，并成功制备得到了一种磁损耗机制与介电损耗机制协同作用的六边形核壳Co@C吸波剂，结构新颖且尺寸均匀，吸波性能优异，有望在未来应用于吸波领域。此外，本专利技术为今后制备高性能的片状新型吸波剂提供了新的思路。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种六边形Co@C吸波剂的制备方法，所述六边形Co@C吸波剂的制备方法包括：
[0007]以六水合硝酸钴(0.5g～1g)、六亚甲基四胺(1.5g～2g)和氯化钠(0.5g～1g)作为原料，采用油浴回流(温度为90℃～120℃，搅拌时间为1h～3h)制备得到六边形Co(OH)2纳米片前驱体，在氮气氢气气氛中(温度为500℃～700℃)将六边形Co(OH)2纳米片前驱体还
原成六边形Co纳米片；
[0008]以Co纳米片(0.05g～0.1g)为磁核，在常温下通过间苯二酚(0.1g～0.5g)和甲醛(0.1mL～0.5mL)的原位聚合反应(搅拌时间为5h～10h)包覆酚醛树脂层，在N2气氛保护下(温度为500℃～700℃)碳化以形成碳层。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种由所述六边形Co@C吸波剂的制备方法制备的六边形Co@C吸波剂。是一种功能性填料粉末，Co@C(六边形Co纳米片外包了一层C)，具有磁性且不易氧化。
[0010]本专利技术的另一目的在于提供一种所述六边形Co@C吸波剂在飞机隐身、舰船隐身以及坦克隐身中的用途。
[0011]本专利技术的另一目的在于提供一种所述六边形Co@C吸波剂在工业、科学和医疗设备电磁辐射的防护中的用途。
[0012]本专利技术的另一目的在于提供一种所述六边形Co@C吸波剂在家电产品中的用途。
[0013]本专利技术的另一目的在于提供一种所述六边形Co@C吸波剂在微波暗室材料中的用途，将吸波材料制成棱锥形或楔形，用于建造微波暗室。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种所述六边形Co@C吸波剂在建筑吸波材料中的用途，将吸波材料与混凝土材料结合，用于建筑行业。
[0015]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术的六边形Co纳米片具有磁性，在吸波过程中提供磁损耗，此外具有多孔结构，不仅提供了很多活性位点，而且会使入射的电磁波产生多次反射和衍射，从而增强微波吸收性能。碳层是一种电阻损耗型吸波材料，通过与电场的相互作用来吸收电磁波。此外Co与多孔碳层的界面极化以及介面处产生的空间电荷极化、碳层内固有的电偶极子极化成为新的极化中心，都会引起材料介电损耗的增加，改善材料最终的吸波性能。该吸波剂性能优良，具有良好的应用前景。本专利技术通过油浴回流法制备六边形Co(OH)2纳米片，然后将其还原成单质Co并在其外包覆C层，制备得到一种新型六边形Co@C核壳结构吸波材料，制备过程简单且成本低。
[0016]本专利技术采用油浴回流法制备六边形Co(OH)2纳米片，结构新颖且尺寸均匀；采用氮气氢气气氛热还原法中将六边形Co(OH)2纳米片前驱体还原成六边形Co纳米片。六边形Co纳米片具有磁性，在吸波过程中提供磁损耗，此外具有多孔结构，不仅提供了很多活性位点，而且会使入射的电磁波产生多次反射和衍射，从而增强微波吸收性能；采用包覆酚醛树脂层且碳化的方法在六边形Co纳米片外包覆碳层，制备方法简单，反应条件温和，碳层均匀且层厚可调。Co@C吸波剂的核壳结构，是当下吸波材料结构研究中的热门，本专利技术中不同吸波损耗机制的材料复合，改善了吸波剂的阻抗匹配，提高了吸波性能。本专利技术可以应用在飞机隐身、舰船隐身以及坦克隐身等军事领域；工业、科学和医疗领域精密设备电磁辐射的防护，例如机器内的二次杂波会造成程序紊乱，甚至会危害操作人员的身体健康；家电产品如电视、电脑、手机等的电磁辐射防护，减少电磁辐射对人体的危害。微波暗室材料，将吸波材料制成棱锥形或楔形，用于建造微波暗室。建筑吸波材料，将吸波材料与混凝土材料结合，用于建筑行业。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使
用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本专利技术实施例提供的六边形Co@C吸波剂的制备方法流程图。
[0019]图2是本专利技术实施例提供的实施例1各步骤产物的SEM图；
[0020]图中：(a)Co(OH)2前驱体；(b)Co；(c)Co@酚醛树脂；(d)Co@C。
[0021]图3是本专利技术实施例提供的实施例1产物Co@C的XRD图和XPS图；
[0022]图中：(a)Co和Co@C的XRD图；(b)Co@C的XPS全谱图；(c)Co@C的C 1s谱图；(d)Co@C的Co 2p谱图；
[0023]图4是负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六边形Co@C吸波剂的制备方法，其特征在于，所述六边形Co@C吸波剂的制备方法包括：以六水合硝酸钴、六亚甲基四胺和氯化钠作为原料，采用油浴回流制备得到六边形Co(OH)2纳米片前驱体，在氮气氢气气氛中将六边形Co(OH)2纳米片前驱体还原成六边形Co纳米片；以Co纳米片为磁核，在常温下通过间苯二酚和甲醛的原位聚合反应包覆酚醛树脂层，在N2气氛保护下碳化以形成碳层。2.如权利要求1所述的六边形Co@C吸波剂的制备方法，其特征在于，以六水合硝酸钴0.5g～1g、六亚甲基四胺1.5g～2g和氯化钠0.5g～1g作为原料，采用油浴回流温度为90℃～120℃，搅拌时间为1h～3h制备得到六边形Co(OH)2纳米片前驱体，在氮气氢气气氛中温度为500℃～700℃将六边形Co(OH)2纳米片前驱体还原成六边形Co纳米片。3.如权利要求1所述的六边形Co@C吸波剂的制备方法，其特征在于，以C...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明亮，童周禹，车凯圆，刘燕燕，黄微波，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：