一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于电磁波吸收复合材料技术领域，公开了一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，该复合材料包括镍盐、钴盐、亲水碳布，采用溶剂热法与高温热解法，通过改变实验条件，在亲水碳布表面修饰均匀的片状镍钴合金，制备了具有核壳结构的片状镍钴合金亲水碳布柔性电磁波吸收复合材料，实现其对电磁波的高效吸收，具有填充比低、匹配厚度薄、吸收强度大、吸收频带宽、吸波性能易调控等特点，该制备方法绿色环保，操作简便，而且易于调控。该复合材料由片状镍钴合金包覆亲水碳布纤维组成，这种核壳结构具有较大的比表面积，有利于实现电磁波多重反射与散射损耗，且这种独特核壳结构能够提高其电磁波吸收性能。能够提高其电磁波吸收性能。能够提高其电磁波吸收性能。

【技术实现步骤摘要】
一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于电磁波吸收复合材料
，具体涉及一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着无线通讯、数字技术和雷达系统的快速发展，产生的过量电磁辐射已成为一种新型的环境污染。为了解决日益严峻的电磁波污染问题，研究人员致力于开发具有强吸收、宽吸收带宽和低厚度的电磁波吸收材料来衰减和吸收过剩部分的电磁波能量。
[0003]镍钴合金在电磁波吸收材料领域具有广泛的应用基础，得益于其低成本与优异的磁损耗能力。然而，作为传统电磁波吸收材料，镍钴合金具有两个缺点：其一是合金密度高，质量大，不能满足轻量化的要求，在军事应用方面具有局限性；其二是电磁波损耗机制单一，阻抗不匹配，对于电磁波的吸收能力有限。这些缺点限制了镍钴合金在电磁波吸收材料领域的进一步发展。因此，为了提高镍钴合金的电磁波吸收性能，研究人员发现通过控制其合金的微观形貌可以增强电磁波的反射与散射损耗；通过将镍钴合金与介电材料复合，能够增加其损耗机制，改善其阻抗匹配，提高复合材料的电磁波吸收性能。
[0004]碳纤维作为典型的介电材料，其原料来源广泛、制备工艺成熟、导电率高、密度低，在电磁波吸收材料领域具有潜在应用价值。因此，其可被用于制备镍钴合金复合材料的碳材料基体。碳纤维的表面一般较为光滑，可以用于镍钴合金附着的活性位点很少，这不利于提升复合材料的电磁波吸收性能。因此，为了使镍钴合金能够与碳纤维更好的结合，我们选择表面含有丰富含氧官能团的亲水碳布。亲水碳布由定向编织的亲水碳纤维构成，可以为镍钴合金在其表面均匀附着提供丰富的活性位点。其具有柔性的三维导电网络结构，在提高复合材料对电磁波的传导损耗能力的同时，赋予复合材料良好的柔韧性和抗弯曲性能。因此，片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料在电磁波吸收领域具有重要的应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中不仅电磁波吸收综合性能差，而且不具备柔韧性的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，该复合材料包括镍盐、钴盐、亲水碳布，制备时包括如下步骤：
[0008]S1、将镍盐和钴盐加入至甲醇溶液中进行搅拌处理，搅拌结束后，获得溶液R1；
[0009]S2、将亲水碳布加入至所述溶液R1中，置于水浴锅中，在一定温度下静置一段时间，获得含亲水碳布的镍钴盐溶液；
[0010]S3、将一定摩尔比的2
‑
甲基咪唑与甲醇溶液进行混合，获得溶液R2；
[0011]S4、将所述溶液R2逐滴加入至所述含亲水碳布的镍钴盐溶液，同时用玻璃棒进行
剧烈搅拌，获得含亲水碳布的反应溶液；
[0012]S5、将所述含亲水碳布的反应溶液转移至水热反应釜中，进行保温处理；
[0013]S6、结束保温后，从水热反应釜中取出反应产物，进行反复洗涤处理和干燥处理，得到片状镍钴合金亲水碳布的有机前体；
[0014]S7、将片状镍钴合金亲水碳布的有机前体转移至管式炉中，在一定温度下进行高温热解处理，得到最终片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料。
[0015]进一步的，S1中所述的镍盐来自硝酸镍、氯化镍、硫酸镍的一种或多种；S1中所述的钴盐来自硝酸钴、氯化钴、硫酸钴的一种或多种。
[0016]进一步的，S1中所述镍盐和所述钴盐的摩尔比为(5+n):(5
–
n)，n的取值范围为0
–
2；所述镍盐与钴盐的总摩尔量与甲醇的摩尔量之比为1：160。
[0017]进一步的，S1中所述搅拌处理为磁力搅拌或机械搅拌，搅拌时间为30
–
120min。
[0018]进一步的，S2中所述水浴锅温度为20
–
40℃，静置时间为6
–
24h。
[0019]进一步的，S2中所述亲水碳布的尺寸为2.0cm
×
2.0cm。
[0020]进一步的，S3中所述2
‑
甲基咪唑与甲醇的摩尔比为1：25。
[0021]进一步的，S4中所述搅拌溶解的搅拌时间为30
–
120min。
[0022]进一步的，S5中所述保温处理的温度为140
–
180℃，保温时间为8
–
24h。
[0023]进一步的，S7中所述热解温度为300
–
500℃，热解时间为2
–
4h。
[0024]本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：
[0025]1、本专利技术采用溶剂热法与高温热解法，通过改变实验条件，在亲水碳布表面修饰均匀的片状镍钴合金，制备了具有核壳结构的片状镍钴合金亲水碳布柔性电磁波吸收复合材料，实现其对电磁波的高效吸收，具有填充比低、匹配厚度薄、吸收强度大、吸收频带宽、吸波性能易调控等特点，该制备方法绿色环保，而且制备方法简便高效，易于调控，容易操作；
[0026]2、本专利技术提出的复合材料由片状镍钴合金包覆亲水碳布纤维组成，这种核壳结构具有较大的比表面积，有利于实现电磁波多重反射与散射损耗，且这种独特核壳结构能够提高复合材料的电磁波吸收综合性能。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的方法流程示意图；
[0028]图2为本专利技术复合材料的XRD谱图；
[0029]图3为本专利技术实施例2中复合材料的XPS全谱图；
[0030]图4为本专利技术实施例2中复合材料的XPS中Co元素的高分辨光谱图；
[0031]图5为本专利技术实施例2中复合材料的XPS中Ni元素的高分辨光谱图；
[0032]图6为本专利技术实施例1中复合材料SEM图；
[0033]图7为本专利技术实施例2中复合材料SEM图；
[0034]图8为本专利技术实施例3中复合材料SEM图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本专利技术提供了如图1所示的一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：
[0037]步骤一：将镍盐和钴盐加入至甲醇溶液中进行搅拌处理，搅拌结束后，获得溶液R1；
[0038]步骤二：将亲水碳布加入至所述溶液R1中，置于水浴锅中，在一定温度下静置一段时间，获得含亲水碳布的镍钴盐溶液；
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，该复合材料包括镍盐、钴盐、亲水碳布，其特征在于，制备时包括如下步骤：S1、将镍盐和钴盐加入至甲醇溶液中进行搅拌处理，搅拌结束后，获得溶液R1；S2、将亲水碳布加入至所述溶液R1中，置于水浴锅中，在一定温度下静置一段时间，获得含亲水碳布的镍钴盐溶液；S3、将一定摩尔比的2
‑
甲基咪唑与甲醇溶液进行混合，获得溶液R2；S4、将所述溶液R2逐滴加入至所述含亲水碳布的镍钴盐溶液，同时用玻璃棒进行剧烈搅拌，获得含亲水碳布的反应溶液；S5、将所述含亲水碳布的反应溶液转移至水热反应釜中，进行保温处理；S6、结束保温后，从水热反应釜中取出反应产物，进行反复洗涤处理和干燥处理，得到片状镍钴合金亲水碳布的有机前体；S7、将片状镍钴合金亲水碳布的有机前体转移至管式炉中，在一定温度下进行高温热解处理，得到最终片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料。2.根据权利要求1所述的一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，其特征在于：S1中所述的镍盐来自硝酸镍、氯化镍、硫酸镍的一种或多种；S1中所述的钴盐来自硝酸钴、氯化钴、硫酸钴的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种片状镍钴合金亲水碳布柔性复合材料的制备方法，其特征在于：S1中所述镍盐和所述钴盐的摩尔比为(5+n):(5
–
n)，n的取值范围为0
–
2；所述镍盐与钴盐的总摩尔量与甲醇的摩尔量之比为1：160。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，陈志鸿，田恐虎，潘成岭，黄亚男，刘晓薇，
申请(专利权)人：安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院芜湖，
类型：发明
国别省市：