一种负载制造技术

本发明专利技术涉及一种负载

【技术实现步骤摘要】
一种负载Fe/Co/Ni纳米颗粒的N,O掺杂类核桃状多孔碳复合微球及其制备方法


[0001]本专利技术属于电磁波吸收材料

。
更具体地，本专利技术涉及一种负载
Fe/Co/Ni
纳米颗粒的
N,O
掺杂类核桃状多孔碳复合微球，还涉及所述负载
Fe/Co/Ni
纳米颗粒的
N,O
掺杂类核桃状多孔碳复合微球的制备方法
。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的蓬勃发展以及精密电子设备的广泛应用，电磁波不可或缺的作用日益突出
。
电磁波给人们带来极大便利的同时也产生了严重的电磁辐射和污染，影响着人们的身体健康
。
此外，电磁波还严重威胁着军事安全
。
因此，众多研究者着手于研究能够衰减和吸收电磁辐射的电磁波吸收材料
。
高性能的电磁波吸收材料应该同时具备吸收性能强
、
吸收频带宽
、
厚度薄
、
重量轻的特点
。
碳基材料因其优异的导电性
、
高稳定性
、
比表面积可调和轻质的特点而被用探索为介电吸收剂，包括生物质碳
、
碳微球
、
碳纳米管
、
碳气凝胶和石墨碳等
。
其中，碳微球具有结构可控性好
、
形貌可调等优点而被广泛研究
。
然而碳微球的阻抗匹配差和单损耗机制削弱了其电磁波吸收性能
。
[0003]磁性材料
(
如
Fe/Co/Ni
金属
、
金属氧化物
、
铁氧体等
)
具有高饱和磁化强度
、
优异的磁导率和强吸收特性，是电磁波吸收的良性选择，将磁损耗材料与碳微球结合是丰富碳微球损耗机理和提高阻抗匹配的有效策略
。
磁性组分与碳组分之间的非均相界面会引起偶极计划和界面极化，而介电和磁性组分之间的互补可以协同优化阻抗匹配
。
例如
M.Y.Liu
等人在题目“Heating induced self
‑
assemble pomegranate
‑
like Fe3C@Graphite magnetic microspheres on amorphous carbon for high
‑
performance microwave absorption”、《Composites Part B》
，
2023
，
260
：
110767
中公开了通过预氧化
、
浸渍和加热诱导自组装策略制备得到了石榴状
Fe3C@
石墨碳核壳纳米颗粒均匀镶嵌在无定形碳中，这种独特的结构优化了阻抗匹配，同时增强了界面极化损耗和磁损耗
。
[0004]纳米结构设计是优化吸波性能的有效途径
。
中空多孔结构由于气泡的引入，可以导致材料的介电常数发生变化，优化阻抗匹配，使更多电磁波能够进入材料内部；此外大量的空心多孔结构增加了空气与材料之间的接触面积，有助于诱导更多的界面极化
。
例如
C.Yan
等人在题目“The efficient absorption of electromagnetic waves by tunable N
‑
doped multi
‑
cavity mesoporous carbon microspheres”、《Carbon》
，
2023
，
201
：
1115
–
1125
中公开了利用丙酮对酚醛树脂低聚物选择性蚀刻作用诱导了多腔孔的产生，构建了独特的多腔介孔碳微球，其吸波性能在
1.6mm
时，最小反射损耗为
‑
44.5dB
，有效吸收频宽为
4.72GHz。
与此同时，碳微球的表面微观形貌同样对性能有着影响，与光滑表面相比，复杂多样的表面不仅具有更大的外表面积，而且可以产生多向反射表面，有利于电磁波的多种反射和界面极化损耗
。
[0005]尽管研究者从以上几方面入手制备了吸波复合材料，但仍然需要开发更方便
、
绿色环保的制备策略来大规模生产兼具磁损耗和介电损耗的多形貌结构吸波材料
。
[0006]针对现有技术问题，本专利技术人在总结现有技术的基础之上，通过大量实验研究与分析总结，终于完成了本专利技术
。

技术实现思路

[0007][
要解决的技术问题
][0008]本专利技术的目的是提供一种负载
Fe/Co/Ni
纳米颗粒的
N,O
掺杂类核桃状多孔碳复合微球
。
[0009]本专利技术的另一个目的是提供所述负载
Fe/Co/Ni
纳米颗粒的
N,O
掺杂类核桃状多孔碳复合微球的制备方法
。
[0010][
技术方案
][0011]本专利技术是通过下述技术方案实现的
。
[0012]本专利技术涉及一种负载
Fe/Co/Ni
纳米颗粒的
N,O
掺杂类核桃状多孔碳复合微球的制备方法
。
[0013]所述制备方法的制备步骤如下：
[0014]A、
聚合物微球基底的合成
[0015]在反应容器中，丙烯腈
、
异氰脲酸三烯丙酯与甲基丙烯酸甲酯按照重量比
35
～
85
：5～
30
：0～5混合均匀得到一种单体混合物，接着加入以所述单体混合物重量计
0.79
～
1.54
％引发剂与
417
～
1530
％纯水溶剂，搅拌均匀，然后在温度
70
～
75℃
与搅拌速度
600
～
1000rpm
的条件下反应3～
6h
，抽滤，得到的固体物相继用乙醇与去离子水洗涤，然后在烘箱中在温度
40
～
60℃
的条件下干燥
12
～
24h
，得到所述的聚合物微球基底；
[0016]B、
聚合物微球
@
糖
‑
Fe/Co/Ni
复合微球的合成
[0017]将1～5重量份步骤
A
得到的聚合物微球基底
、1
～
10
重量份糖与
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负载
Fe/Co/Ni
纳米颗粒的
N,O
掺杂类核桃状多孔碳复合微球的制备方法，其特征在于所述制备方法的制备步骤如下：
A、
聚合物微球基底的合成在反应容器中，丙烯腈
、
异氰脲酸三烯丙酯与甲基丙烯酸甲酯按照重量比
35
～
85
：5～
30
：0～5混合均匀得到一种单体混合物，接着加入以所述单体混合物重量计
0.79
～
1.54
％引发剂与
417
～
1530
％纯水溶剂，搅拌均匀，然后在温度
70
～
75℃
与搅拌速度
600
～
1000rpm
的条件下反应3～
6h
，抽滤，得到的固体物相继用乙醇与去离子水洗涤，然后在烘箱中在温度
40
～
60℃
的条件下干燥
12
～
24h
，得到所述的聚合物微球基底；
B、
聚合物微球
@
糖
‑
Fe/Co/Ni
复合微球的合成将1～5重量份步骤
A
得到的聚合物微球基底
、1
～
10
重量份糖与
0.1
～
0.3
重量份金属盐加到
50
～
60
重量份纯水中，使用超声设备进行超声分散
20
～
30min
，再在反应釜中在温度
180
～
200℃
的条件下反应8～
12h
，抽滤，得到的固体物相继用乙醇与去离子水洗涤，洗涤的固体物在烘箱中在温度
40
～
60℃
下干燥
12
～
24h
，于是得到所述聚合物微球
@
糖
‑
Fe/Co/Ni
复合微球；
C、
碳化将步骤
B
得到的聚合物微球
@
糖
‑
Fe/Co/Ni
复合微球置于氧化铝坩埚中，在管式炉中在氮气或氩气惰性保护气体中以升温速率
1.0
～
3.0℃/min
由室温加热至
700
～
900℃
，在这个温度下保持
1.8
～
2.2h
，然后自然冷却至室温，于是得到负载
Fe/Co/Ni
纳米颗粒的
N,O
掺杂类核桃状多孔碳复合微球
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤
A
中，所述的
+
甲基丙烯酸甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：于良民，窦玉叶，闫雪峰，姜晓辉，李霞，李昌诚，张志明，陈国博，
申请(专利权)人：中国海洋大学三亚海洋研究院，
类型：发明
国别省市：