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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁波吸收材料,尤其是涉及一种comn金属氧化物电磁波吸收材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、人机交互和虚拟现实技术使智能电子设备产生了显著的电磁波干扰/污染。电磁波吸收材料可以将入射电磁能量转化为热量,有效减少电磁辐射干扰/污染。金属氧化物基材料以其低成本、生态友好、实现强反射损耗的能力和可调节的电磁波吸收频率区域在硫化物基、碳基和金属基电磁波吸收物质中脱颖而出。然而,窄的有效电磁波吸收带宽(eab)限制了应用需求,其中一个主要原因是金属氧化物的宽带隙使电子难以逃脱限制并成为自由载流子,从而导致缺乏有效的极化中心。氧化物的窄eab缺点导致对氧化物基电磁波吸收材料的关注较少。因此,开发具有宽eab的氧化物吸收材料具有重要意义。
2、拓宽eab的有效策略为调节成分,包括化学成分、晶体结构(如缺陷工程)、相变(如多相共存以形成异质结构)和结构设计(如核壳或多层结构)。根据微波长度匹配原理,在介电响应主导系统(如氧化物基、硫化物基系统)中增强eab的关键在于在宽的电磁波频率范围内产生足够的介电弛豫响应,以增强电磁波能量耗散能力。然而,目前用于eab调制的空位工程主要集中在阴离子空位上,阳离子空位很少受到关注,并且阳离子空位和异质结构工程在eab调制中的机制尚不清楚。氧化物中存在阴离子和阳离子空位。与阴离子空位相比,阳离子空位的离子半径更大,因此它们在锚定载体方面更有利。一些dft计算还表明,阳离子空位存在会降低离子扩散的能垒,并增加材料的电子导电性。因此,利用阳离子空位和异质结构工程来拓宽氧化物的eab具
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种comn金属氧化物电磁波吸收材料及其制备方法与应用,通过简单水热反应、热处理工艺以及研磨制备出性能优异、稳定的电磁波吸收材料,解决金属氧化物eab窄,电磁波吸收性能低的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:
3、本专利技术第一个目的是提供一种comn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,所述comn金属氧化物的组成为co3-xmnxo4,其中0<x<3;所述制备方法包括以下步骤:
4、s1:将钴源、锰源、尿素以及过硫酸铵按照co3-xmnxo4中的摩尔比配置原料;将金属盐原料在去离子水中充分磁力搅拌,得到金属盐溶液;
5、s2:将制得的金属盐溶液进行水热反应,制得前驱体溶液;
6、s3:将制得的前驱体溶液离心洗涤,并在真空干燥箱中干燥后研磨得到前驱体金属氧化物粉末;
7、s4:将制得的前驱体金属氧化物粉末进行煅烧处理后,得到金属氧化物粉末,即为comn金属氧化物电磁波吸收材料。
8、优选地,步骤s1中,所述钴源为纯度不低于99.9%的一水合硫酸锰,所述钴源为纯度不低于99.9%的六水合硝酸钴。
9、优选地,金属离子包括钴源中的钴和锰源中的锰;金属离子总量(钴源中的钴和锰源中的锰的总量):尿素:过硫酸铵的摩尔比为5:3:1。
10、优选地,步骤s1中,所述金属盐溶液通过磁力搅拌得到,所述搅拌时间为20~40min。
11、作为本专利技术所述制备方法的进一步优选方案,其中:步骤s1中,所述金属盐溶液通过磁力搅拌得到,所述搅拌时间为30min。
12、优选地,步骤s2中,所述水热反应温度为160~180℃,反应时间为180~240min。
13、优选地,步骤s2中,所述水热反应在容量为100ml的水热反应釜中进行。
14、优选地,步骤s3中,所述离心洗涤为用去离子水和乙醇溶液分别交替洗涤三次。
15、进一步优选地,步骤s3中,所述离心洗涤为用去离子水和乙醇溶液分别交替洗涤三次。
16、优选地,步骤s4中,所述煅烧温度为350~450℃,煅烧时间为2~4h。
17、本专利技术的第二个目的是提供一种由上述方法制备得到的comn金属氧化物电磁波吸收材料,该材料具有优异的电磁波吸收性能。
18、本专利技术的第三个目的是提供一种comn金属氧化物电磁波吸收体的应用,将所述comn金属氧化物电磁波吸收材料用于电磁波吸收。
19、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
20、(1)本专利技术制得金属氧化物具有优异的电磁波吸收性能,且可以通过简单水热反应、热处理工艺以及研磨制备出性能优异、稳定的电磁波吸收材料。制备过程简便易行,通过简单的水热反应、热处理工艺以及研磨技术就能制备出具有优异且稳定的电磁波吸收性能的comn金属氧化物电磁波吸收材料,极具应用前景。
21、(2)本专利技术通过掺杂适量的mn元素,使其占据在co3o4晶体co原子处以及空位处,并诱导异质相和缺陷的形成,优化其介电性能,从而调节其电磁波吸收性能。
22、(3)包含本专利技术的comn金属氧化物电磁波吸收材料的吸收体在厚度仅为2.52mm的情况下,反射损耗最小值达到-52.1db,具有较宽的eab为7.75ghz,表现出了非凡的电磁波吸收能力。
23、(4)本专利技术提供的comn金属氧化物电磁波吸收材料成本低、生态友好,能够有效减少电磁辐射干扰/污染。
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1.一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述CoMn金属氧化物的组成为Co3-xMnxO4,其中0<x<3;
2.根据权利要求1所述的一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述钴源为纯度不低于99.9%的一水合硫酸锰,所述钴源为纯度不低于99.9%的六水合硝酸钴。
3.根据权利要求1所述的一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,金属离子包括钴源中的钴和锰源中的锰;
4.根据权利要求1所述的一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述金属盐溶液通过磁力搅拌得到,所述搅拌时间为20~40min。
5.根据权利要求1所述的一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述水热反应温度为160~180℃,反应时间为180~240min。
6.根据权利要求1所述的一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述水热反应在容量为100ml的水热反应釜中进行。
7.根据权利要求1所述的
8.根据权利要求1所述的一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述高温煅烧温度为350~450℃,煅烧时间为2~4h。
9.一种CoMn金属氧化物电磁波吸收材料,其特征在于,通过权利要求1-8中任一所述的制备方法制备得到。
10.一种如利要求1-8中任一项所述的制备方法制备的CoMn金属氧化物电磁波吸收材料的应用,其特征在于,将所述CoMn金属氧化物电磁波吸收材料用于电磁波吸收。
...【技术特征摘要】
1.一种comn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述comn金属氧化物的组成为co3-xmnxo4,其中0<x<3;
2.根据权利要求1所述的一种comn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述钴源为纯度不低于99.9%的一水合硫酸锰,所述钴源为纯度不低于99.9%的六水合硝酸钴。
3.根据权利要求1所述的一种comn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,金属离子包括钴源中的钴和锰源中的锰;
4.根据权利要求1所述的一种comn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述金属盐溶液通过磁力搅拌得到,所述搅拌时间为20~40min。
5.根据权利要求1所述的一种comn金属氧化物电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于,所述水热反应温度为160~180℃...
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