【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波吸收材料，具体涉及一种无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着5g信息技术的高速发展，各种电子设备在日常生活中得到广泛应用，其带来的电磁污染不仅影响人体健康，还会使电子设备在民用或军用应用中出现故障和干扰，电磁波污染已经成为继水污染、大气污染、噪音污染之后的具有较大危害且不易防护的第四大污染源。与此同时，随着5g智能器件在工业设备、通信基站和海洋军事领域的广泛应用，常规电磁波吸收材料在海洋、酸雨或者碱性等苛刻应用环境中会形成不可逆的化学腐蚀，进而恶化其电磁功能。因此吸波材料不仅要满足电磁吸收特性还需兼具抗氧化、耐腐蚀等特性。基于此，开发兼具电磁吸收和耐腐蚀特性的电磁功能材料具有现实需求。
2、公开号cn116174704a的专利公开了一种由片状fesicr粉体(5～15wt％)和球状fesicr粉体(85～95wt％)两者均匀分布形成的混合型吸收剂，其在微波高频段具有磁导率高、密度可控特点，且其自腐蚀电位分别为-0.57、-0.62以及-0.76v，然而并未报道具体实施例的自腐蚀电流密度。
3、公开号cn 105271437 a公开了一种低频电磁波吸收材料用羰基铁粉吸收剂的制备方法，其先将球形羰基铁粉在氢气气氛中高温还原以使羰基铁粉碳氧含量降低并使其硬度下降；其次加入过程控制剂在振动球磨机中湿法球磨后制成片状羰基铁粉；最后将脱除了过程控制剂的片状羰基铁粉在湿氢中进行处理，得到表面有微弱氧化层的高磁导率片状羰基铁粉。该方法可以高效地将羰基铁粉由球形转
4、公开号cn 104673184a公开了一种羰基铁@tio2核壳结构型的吸波剂、制备方法及其应用，其首先使用强碱对球磨后的羰基铁粉进行表面处理；然后使用含钛化合物处理羰基铁粉，得到上述所述羰基铁-tio2核壳结构微粒。然而，上述两个专利公开的羰基铁基吸收剂虽然具有高磁导率，可以部分满足对低频电磁波和高频电磁波的同时吸收，但其并未涉及到耐腐蚀性能。
5、公开号为cn 109897597 a的专利公开了一种用于5g移动通讯频段的耐腐蚀羰基铁/石墨烯复合吸波材料的制备方法，其制备的耐腐蚀羰基铁/石墨烯复合吸波材料具有一定耐腐蚀性能以及优异阻抗匹配性能，实现了中国5g移动通讯的任意四个主频段上选择吸收干扰噪声的目的，提高基站和移动终端的信噪比。但该羰基铁/石墨烯复合材料制备过程复杂，且在复杂、苛刻环境下的耐腐蚀特性较差。
技术实现思路
1、本专利技术针对吸波材料耐腐蚀性差的问题，提供一种无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，以无机二维片层和高分子有机物包覆羰基铁，获得具有优异耐腐蚀性和宽频吸收特性的吸波材料，其最大反射率可达-56.96db，有效吸收带宽可达7.02ghz，其在类海洋环境下展现出优异的耐腐蚀性能。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，包括步骤：采用无机二维片层材料和高分子有机物依次对将羰基铁金属粉体进行包覆处理，得到具有羰基铁金属粉体@无机二维片层@高分子有机物的核壳结构的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂。
4、新兴的二维材料因其优良的电、光、磁、电化学性能和大表面积、良好的亲水性、吸收能力以及表面活性受到广泛关注，在各个领域显示出较好应用潜力。在海洋腐蚀方面，二维片状材料可以形成砖墙纳米结构，显著阻断了金属粉体中的侵蚀性物质扩散；同时，大比表面积的无机二维片层材料可以表现出“迷宫效应”，扩展了腐蚀性介质的渗透路径，有限延缓了基体材料的耐蚀深度；值得一提的是，无机二维片层材料上聚集的负电荷(如f-、o2-等)也可以排斥海洋环境中氯阴离子的扩散，进而起到排斥阻碍的作用。有机物的包覆可以防止二维片层材料的脱落并且使复合材料具有一定的耐磨性。
5、所述制备方法具体包括如下步骤：
6、步骤1，将羰基铁金属粉体分散在去离子水中，加入表面改性剂进行改性，产物分离、洗涤、干燥后得到改性羰基铁金属粉体；
7、步骤2，将改性羰基铁金属粉体与无机二维片层材料在溶液中混合反应进行包覆，产物分离、洗涤、干燥后得到羰基铁金属粉体@无机二维片层；
8、步骤3，将羰基铁金属粉体@无机二维片层与高分子有机物在溶液中混合包覆，产物分离、洗涤、干燥后得到所述耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂。
9、本专利技术的制备方法简单，主要通过各物质间静电自组装，采用普通的溶液混合搅拌即可得到多层复合包覆结构，现将金属粉体进行表面改性，使其表面接枝氨基等活性基团，再将无机物二维片层材料包覆在其表面，随后依靠有机物分子中活性官能团对金属粉体表面吸附包裹，得到的吸波剂具有优异的耐腐蚀性能和宽频吸收特性，在海洋领域显示出良好的应用前景。
10、所述无机二维片层材料包括mxene或者氧化石墨烯，其中mxene通式为mn+1xnt，m为过渡金属sc、ti、v、cr、mn、zr、nb、mo、hf、ta、w中任一种；x代表碳和/或氮；t为o、f或oh官能团，n的范围为1-4。
11、优选地，所述无机二维片层材料为mxene。进一步优选为含官能团的ti2c,ti3c2,ta4c3材料等材料中任一种，这些易得、制备工艺成熟、成本低。
12、所述高分子有机物包括聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯醇(pva)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的一种或多种。这些高分子有机物具有高耐蚀性和耐磨性，可轻易通过互混工艺均匀覆于二维片层材料表面，从而实现二次包覆的目的。
13、所述表面改性剂包括4-氨基苯甲酸、十六烷基三甲基溴化铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚多巴胺中的一种或多种，使目标金属粉体表面获得特定接枝基团，从而更好的与二维片层材料进行化学键合与连接。
14、所述表面改性剂与羰基铁的质量比为1：(1.5-2.5)；
15、步骤1的改性处理条件为50-70℃反应15-45min；
16、步骤2中，所述羰基铁金属粉体与无机二维片层材料的质量比为1：(0.1-0.2)；质量比过低，对金属粉体包覆不完全；质量比过高，使得二维材料过度团聚，从而影响耐腐蚀性能。
17、步骤2中，所述无机二维片层材料在溶液中质量浓度为3％-10％；浓度过高易导致材料团聚，削弱材料的阻隔效果，从而降低材料的耐腐蚀性能。
18、步骤2的混合反应温度为10℃-25℃，反应时间为15-45min。
19、步骤3中所述高分子有机物与羰基铁金属粉体的质量比为1:(2-3)；质量比过高易导致材料变成“软团聚”现象，影响金属粉体的物理分散性。
20、步骤3中混合包覆处理温度为50-70℃下搅拌0.5-1h。
21、优选地，步骤1和步骤2中采用的溶剂包括乙醇、去离子水等；步骤3中采本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：采用无机二维片层材料和高分子有机物依次对将羰基铁金属粉体进行包覆处理，得到具有羰基铁金属粉体@无机二维片层@高分子有机物的核壳结构的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂。
2.根据权利要求1所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，所述无机二维片层材料包括MXene或者氧化石墨烯，其中MXene通式为Mn+1XnT，M为过渡金属Sc、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中任一种；X代表碳和/或氮；T为O、F或OH官能团，n的范围为1-4。
4.根据权利要求1所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，所述高分子有机物包括聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，所述表面改性
6.根据权利要求2所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，所述表面改性剂与羰基铁的质量比为1：(1.5-2.5)；
7.根据权利要求2所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述羰基铁金属粉体与无机二维片层材料的质量比为1：(0.1-0.2)；所述无机二维片层材料在溶液中质量浓度为3％-10％；步骤2的混合反应温度为10℃-25℃，反应时间为15-45min。
8.根据权利要求2所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，步骤3中所述高分子有机物与羰基铁金属粉体的质量比为1:(2-3)；步骤3中混合包覆处理温度为50-70℃下搅拌0.5-1h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂。
10.根据权利要求9所述的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂在高频电磁防护领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：采用无机二维片层材料和高分子有机物依次对将羰基铁金属粉体进行包覆处理，得到具有羰基铁金属粉体@无机二维片层@高分子有机物的核壳结构的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂。
2.根据权利要求1所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，所述无机二维片层材料包括mxene或者氧化石墨烯，其中mxene通式为mn+1xnt，m为过渡金属sc、ti、v、cr、mn、zr、nb、mo、hf、ta、w中任一种；x代表碳和/或氮；t为o、f或oh官能团，n的范围为1-4。
4.根据权利要求1所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特征在于，所述高分子有机物包括聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的无机有机复合包覆的耐腐蚀羰基铁电磁吸波剂的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁明强，项岚，李媛媛，杨振，满其奎，李润伟，沈保根，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
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