一种钴锰铁合金-碳复合吸波材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钴锰铁合金

【技术实现步骤摘要】
一种钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电磁波吸收材料
，具体涉及一种钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着5G通讯技术的快速发展，全球已经逐渐进入万物互联的时代，但随之带来的电磁污染问题日益严重，危害到人体健康和电子设备的安全。为了解决电磁污染问题，各种电磁波吸收材料(简称吸波材料)备受关注。然而，现有的吸波材料普遍存在阻抗匹配不佳、损耗机制单一、吸收不强、频带较窄、密度过大等问题，难以完全满足实际应用要求。
[0003]因此，开发一种损耗机制多样、吸波性能优异、吸收强度和频宽可调的电磁波吸收材料具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料的制备方法包括以下步骤：
[0007]1)将钴盐、锰盐和亚铁盐溶解在由N,N
‑
二甲基甲酰胺和乙醇组成的混合溶剂中，得到钴锰铁溶液；
[0008]2)将2,5
‑
二羟基对苯二甲酸加入到钴锰铁溶液中，再进行溶剂热反应，得到金属
‑
有机框架材料CoMnFe
‑
MOF
‑
74；
[0009]3)将CoMnFe
>‑
MOF
‑
74置于保护气氛中进行煅烧，即得钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料。
[0010]优选的，步骤1)所述钴盐为硝酸钴、氯化钴中的至少一种。
[0011]优选的，步骤1)所述锰盐为硝酸锰、氯化锰中的至少一种。
[0012]优选的，步骤1)所述亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的至少一种。
[0013]优选的，步骤1)所述N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇的体积比为12～18:1。
[0014]优选的，步骤1)的具体操作为：将钴盐、锰盐和亚铁盐加入到由N,N
‑
二甲基甲酰胺和乙醇组成的混合溶剂中，进行搅拌，得到钴锰铁溶液。
[0015]优选的，所述搅拌在搅拌速率为400rpm～800rpm的条件下进行，搅拌时间为25min～60min。
[0016]优选的，步骤1)所述钴锰铁溶液中Co
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
的摩尔比为0.5～4.0:0.5～1.0:0.5～4.0。
[0017]优选的，步骤1)所述钴锰铁溶液中钴盐、锰盐和亚铁盐的总浓度为0.07mol/L～0.12mol/L。
[0018]优选的，步骤2)所述2,5
‑
二羟基对苯二甲酸的摩尔量与步骤1)所述钴盐、锰盐和亚铁盐的总摩尔量的比为1:2.9～3.5。
[0019]优选的，步骤2)所述溶剂热反应在120℃～150℃下进行，反应时间为12h～36h。
[0020]优选的，步骤2)的具体操作为：将2,5
‑
二羟基对苯二甲酸加入到钴锰铁溶液中，进行搅拌，再进行溶剂热反应，离心，离心得到的固体用N,N
‑
二甲基甲酰胺和乙醇各洗涤多次，再进行干燥，得到金属
‑
有机框架材料CoMnFe
‑
MOF
‑
74。
[0021]优选的，所述搅拌在搅拌速率为400rpm～800rpm的条件下进行，搅拌时间为3min～10min。
[0022]优选的，所述离心在离心机转速为3000rpm～5000rpm的条件下进行，离心时间为5min～30min。
[0023]优选的，所述干燥的方式为真空干燥。
[0024]优选的，所述真空干燥在50℃～70℃下进行，干燥时间为12h～24h。
[0025]优选的，步骤3)所述保护气氛为氩气气氛或氮气气氛。
[0026]优选的，步骤3)所述保护气氛的流速为40mL/min～60mL/min。
[0027]优选的，步骤3)所述煅烧的具体操作为：以2℃/min～5℃/min的升温速率从室温升温至500℃～800℃，再保温2h～5h。
[0028]一种钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料，其由上述制备方法制成。
[0029]一种电磁波吸收材料，其包含上述钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料。
[0030]本专利技术的有益效果是：本专利技术的钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料兼有介电损耗、磁损耗、多重界面极化损耗等多重损耗机制，吸波性能优异，吸收强度和频宽可调，且制备工艺简单、材料组成和结构多变，适合用于5G通信、消费电子、国防军工等领域。
[0031]具体来说：
[0032]1)本专利技术通过调节钴、锰和铁的比例以及改变反应条件来改变MOF的微观结构和元素组成，最终得到一种组分和结构可调的钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料；
[0033]2)本专利技术的钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料兼有介电损耗、磁损耗、多重界面极化损耗等多重损耗机制，吸波性能优异，最小反射损耗低至
‑
67.61dB，最小匹配厚度仅为2.27mm，最大吸收带宽超过6GHz；
[0034]3)本专利技术通过调控高温退火的温度和退火时间，可以调节CoMnFe
‑
MOF
‑
74的碳化程度来改变电磁参数，进而可以灵活调控钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料的吸波性能。
附图说明
[0035]图1为电脑仿真的MOF
‑
74和实施例5中的CoMnFe
‑
MOF
‑
74的XRD图。
[0036]图2为实施例1中的CoMnFe@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
[0037]图3为实施例2中的CoMnFe@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
[0038]图4为实施例3中的CoMnFe@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
[0039]图5为实施例4中的CoMnFe@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
[0040]图6为实施例5中的CoMnFe@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
[0041]图7为实施例6中的CoMnFe@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
[0042]图8为对比例1中的CoMn@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
[0043]图9为对比例2中的CoMn@C在不同厚度下的反射损耗曲线。
具体实施方式
[0044]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0045]实施例1：
[0046]一种钴锰铁合金
‑
碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将钴盐、锰盐和亚铁盐溶解在由N,N
‑
二甲基甲酰胺和乙醇组成的混合溶剂中，得到钴锰铁溶液；2)将2,5
‑
二羟基对苯二甲酸加入到钴锰铁溶液中进行溶剂热反应，得到金属
‑
有机框架材料CoMnFe
‑
MOF
‑
74；3)将CoMnFe
‑
MOF
‑
74置于保护气氛中进行煅烧，即得钴锰铁合金
‑
碳复合吸波材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述钴盐为硝酸钴、氯化钴中的至少一种；步骤1)所述锰盐为硝酸锰、氯化锰中的至少一种；步骤1)所述亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇的体积比为12～18:1。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兴华，王子健，郭建华，
申请(专利权)人：中山市华南理工大学现代产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：