一种含氢化石墨炔的核壳结构纳米线及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含氢化石墨炔的核壳结构纳米线及其制备方法，解决了以

【技术实现步骤摘要】
一种含氢化石墨炔的核壳结构纳米线及其制备方法


[0001]本专利技术属于吸波材料
，具体涉及一种含氢化石墨炔的核壳结构纳米线及其制备方法
。

技术介绍

[0002]一维吸波材料近年来备受研究者和实际应用领域的关注，这主要是由于一维结构具有良好的分散特性，能够彼此连接形成导电网络，可使电子沿轴向振动来消散电磁波，有利于增强体系的电导损耗
。
同时，交错复杂的一维纳米线更易形成三维导电网络，可以增强表面的各向异性，使共振峰往高频方向移动，同样对介电常数和介电损耗有调节作用
。
[0003]在诸多一维材料中，
MnO2纳米线制备简单，且自身及其转化物均具有一定的吸波性能，可作为模板用于制备多壳层杂化纳米纤维吸波剂
。
比如：中国专利申请
CN114702074S
提供的一种“海胆”型结构的
MnO2/GNs
复合吸波剂
。
中国专利申请
CN110642296A
提供的一种石墨烯包覆
MnO2复合吸波剂，使两组元之间以化学键的方式紧密复合，既发挥了二氧化锰对入射电磁波的介电损耗性能，又结合了还原石墨烯对入射电磁波的多重散射性能
。
[0004]基于目前的研发背景，本专利技术拟提供一种新的复合吸波材料
。

技术实现思路

[0005]本专利技术研究团队在此之前申请了专利技术名称为“一种含氢化石墨炔夹层核壳结构一维吸波剂及其制备方法”，申请号为/>202310809479.2
的专利技术专利，其以
MnO2纳米线为模板，在表面依次包覆氢化石墨炔
(HsGDY)
和聚多巴胺
(PDA)
得到
MnO2@HsGDY@PDA
纳米线，经高温煅烧，
MnO2被还原为
MnO
，
PDA
被转化为
NC
，制备得到含氢化石墨炔夹层核壳结构纳米线
MnO@HsGDY@NC
，该产物作为吸波剂，其吸波性能虽然比现有的复合吸波材料已有所优化，但为了提升其损耗能力
、
使阻抗匹配性能更好，本专利技术申请团队又对技术进行了进一步优化，提供了一种含氢化石墨炔的核壳结构纳米线及其制备方法
。
[0006]本专利技术的构思：
[0007]针对现有复合吸波材料存在的问题，本专利技术研究团队前期通过优化成分和设计结构来调控介电参数和优化吸收性能，选择自身及其转化物均具有一定吸波性能的
MnO2纳米线作为模板，并将氢化石墨炔和聚多巴胺引入其中进行优化，设计一款了新的一维吸波剂
。
此处，充分利用了本研发团队发现的氢化石墨炔的新应用
——
可以用于制备吸波剂，其通过在苯环中引入氢原子进行分子修饰，形成了完美的
π
型共轭体系
(
由四种类型的碳碳键构筑成的共轭体
)
，具有高比表面积
、
宽面间距
、
高结晶度
、
均匀分散的孔道构型
、
可调控的电子结构和半导体特性
、
良好的导电性和大量活性位点，不仅含有大量的炔键，还具有独特的分层多孔结构，能够为电子传输提供通路，有效增强材料的介电损耗，属于功能性组分
。
为此，为了更进一步的优化研发成果，本专利技术拟在遵循“质量轻
、
厚度薄
、
频带宽
、
吸收强”的设计原则下，再包覆一层氢化石墨炔，引入多重异质界面，增强界面极化，提升损耗能力
。
[0008]基于上述专利技术构思，为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
[0009]一种含氢化石墨炔的核壳结构纳米线
MnO@HsGDY@NC@HsGDY
，其特殊之处在于：整体呈现四层核壳结构，由内向外材质依次为一氧化锰
(MnO)、
氢化石墨炔
(HsGDY)、
氮掺杂碳
(NC)、
氢化石墨炔
(HsGDY)
，长度为4‑7μ
m
，最外层直径为
110
‑
180nm。
[0010]上述含氢化石墨炔的核壳结构纳米线
MnO@HsGDY@NC@HsGDY
的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0011]1)
将
MnO2纳米线和溶剂Ⅰ、
溶剂Ⅱ混合，超声使其均匀分散，得到悬浮液
A
；
[0012]2)
在惰性气体保护下，向步骤
1)
得到的悬浮液
A
中加入
1,3,5
‑
三乙炔苯
、
催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ，搅拌下室温反应，反应完成后离心分离并经乙醇清洗
、
真空干燥得到
MnO2@HsGDY
纳米线；
[0013]3)
将步骤
2)
得到的
MnO2@HsGDY
纳米线
、
盐酸多巴胺和
pH
＝
8.3
～
8.7
的缓冲液超声混合均匀得到深棕色悬浮液
B
，搅拌下室温反应，反应完成后离心分离并经乙醇清洗
、
真空干燥得到
MnO2@HsGDY@PDA
纳米线；
[0014]4)
将步骤
3)
得到的
MnO2@HsGDY@PDA
纳米线加入到溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ的混合溶液中，超声均匀分散得到悬浮液
C
；
[0015]5)
在惰性气体保护下，向步骤
4)
得到的悬浮液
C
中加入
1,3,5
‑
三乙炔苯
、
催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ，搅拌下室温反应，反应完成后离心分离并经乙醇清洗
、
真空干燥得到
MnO2@HsGDY@PDA@HsGDY
纳米线；
[0016]6)
将步骤
5)
得到的
MnO2@HsGDY@PDA@HsGDY
纳米线真空碳化得到含氢化石墨炔的核壳结构纳米线
MnO@HsGDY@NC@HsGDY
；
[0017]所述溶剂Ⅰ为四氢呋喃或吡啶；所述溶剂Ⅱ为三甲胺或三乙胺；
[0018]所述催化剂Ⅰ为配合物形式的钯催化剂；所述催化剂Ⅱ为卤化亚铜催化剂
。
[0019]进一步地，步骤
1)
和步骤
4)
中，溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ的体积比为
1∶1
～
3。
[0020]进一步地，步骤
2)
和步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含氢化石墨炔的核壳结构纳米线
MnO@HsGDY@NC@HsGDY
，其特征在于：整体呈现四层核壳结构，由内向外材质依次为一氧化锰
、
氢化石墨炔
、
氮掺杂碳
、
氢化石墨炔，长度为4‑7μ
m
，最外层直径为
110
‑
180nm。2.
权利要求1所述含氢化石墨炔的核壳结构纳米线
MnO@HsGDY@NC@HsGDY
的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
将
MnO2纳米线和溶剂Ⅰ、
溶剂Ⅱ混合，并使其均匀分散，得到悬浮液
A
；
2)
在惰性气体保护下，向步骤
1)
得到的悬浮液
A
中加入
1,3,5
‑
三乙炔苯
、
催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ，搅拌下室温反应，反应完成后离心分离并清洗
、
真空干燥得到
MnO2@HsGDY
纳米线；
3)
将步骤
2)
得到的
MnO2@HsGDY
纳米线
、
盐酸多巴胺和
pH
＝
8.3
～
8.7
的缓冲液混合均匀得到悬浮液
B
，搅拌下室温反应，反应完成后离心分离并清洗
、
真空干燥得到
MnO2@HsGDY@PDA
纳米线；
4)
将步骤
3)
得到的
MnO2@HsGDY@PDA
纳米线加入到溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ的混合溶液中，均匀分散得到悬浮液
C
；
5)
在惰性气体保护下，向步骤
4)
得到的悬浮液
C
中加入
1,3,5
‑
三乙炔苯
、
催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ，搅拌下室温反应，反应完成后离心分离并清洗
、
真空干燥得到
MnO2@HsGDY@PDA@HsGDY
纳米线；
6)
将步骤
5)
得到的
MnO2@HsGDY@PDA@HsGDY
纳米线真空高温煅烧，得到含氢化石墨炔的核壳结构纳米线
MnO@HsGDY@NC@HsGDY
；其中，所述溶剂Ⅰ为四氢呋喃或吡啶；所述溶剂Ⅱ为三甲胺或三乙胺；所述催化剂Ⅰ为配合物形式的钯催化剂；所述催化剂Ⅱ为卤化亚铜催化剂
。3.
根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤
1)
和步骤
4)
中，溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ的体积比为
1∶1
～
3。4.
根据权利要求3所述制备方法，其特征在于：步骤
2)
和步骤
5)
中，所述催化剂Ⅰ为双三苯基磷二氯化钯或四
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝亮，张芳荣，张秋禹，张蕾，李青言，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：