[发明专利]一种比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂，还涉及上述比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂的制备方法，属于微波吸收材料技术领域。

背景技术

电子通讯的迅猛发展和电子设备的大量使用，在给人们的生产生活带来极大便利的同时，产生电磁波也会反过来对电子设备造成干扰，甚至也会对人的身体健康产生严重的影响。军事领域中，雷达监听雷达探测的发展，更加需要有效的电磁波吸收。因此，研究和制备高效的电磁波吸收材料具有非常重要的意义。根据阻抗匹配条件，理想的电磁吸波剂应该具有高的磁导率和适中的介电。另外，多孔结构能够有效的反射电磁波，进而更多地损耗掉电磁波。鉴于此，制备有合金负载的多孔碳是一种获得高效电磁吸波剂的有效手段。然而，通常的合金制备方法需要很多额外的条件。如水热合成方法很容易受到表面活性剂和反应条件的影响，高压法需要高于常压的压力条件，存在危险性。多孔材料的制备通常采用复杂的模版-去模版途径，不利于大规模的生产。

近年来，关于特殊结构的磁性/碳材料复合物已经有大量的研究。兰州大学李发伸通过水热法合成FeCo纳米片，再与葡萄糖反应得到FeCo/C复合物，该材料在2.1mm的厚度下，最大反射损耗达到-48.2dB。南京航空航天大学何建平将羰基铁球进行预处理，后与GO反应最终得到SCI-RGO复合物，其最大反射值可以达到-52.46dB。然而这些方法都存在着复杂的多步处理过程，不利于大规模的工业化生产。基于以上考虑，设计简易的途径来实现纳米合金颗粒负载多孔碳结构是很有必要的。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂，还提供了上述比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂的制备方法，通过该制备方法得到的多孔结构的合金/碳复合材料具有优异的电磁吸波性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂，所述吸收剂为Co_XNi_Y纳米合金颗粒镶嵌在多孔纳米碳网结构里。

上述比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，交联耦合制备凝胶前驱物：将所需量的钴盐和镍盐分别溶解于水中，再配置一定量的质量分数为2.0wt％的海藻酸钠溶胶，将溶解好的钴盐和镍盐缓慢倒入海藻酸钠溶胶中，室温下连续搅拌反应24h，搅拌结束后，将所得产物进行清洗干燥处理；

步骤2，将步骤1得到的前驱物置于氮气气氛中煅烧，得到所需产物。

其中，步骤1中，所述钴盐为硝酸钴，所述镍盐为硝酸镍。

其中，所述硝酸钴的加入量为3～6mmol，所述硝酸镍的加入量为6～9mmol。

其中，步骤1中，所述海藻酸钠溶胶的体积为20mL。

其中，步骤1中，所述干燥温度为60℃，干燥时间为24h。

其中，步骤2中，所述煅烧温度为600℃，煅烧时间为6h。

其中，步骤2中，所述煅烧的升温速率为1℃/min

本发明制备方法的原理：海藻酸钠可以和多种金属离子耦合形成有金属离子节点的有机物链，在高温煅烧下，Co²⁺金属离子和Ni²⁺金属离子被还原的同时按照投料比形成CoNi合金，另外断键后的碳链重新分布在合金周围，最终形成多孔的纳米CoNi合金颗粒嵌入碳网结构的复合材料，并且合金的比例可以通过其加入量来改变。

有益效果：本发明制备方法工艺简单、低成本，简易条件下即可制备出多孔磁/碳复合吸波剂，适用于工业化大量生产；且制备得到的多孔结构的合金/碳复合材料具有优异的电磁吸波性能。

附图说明

图1为本发明比例可调的CoNi/多孔碳微波吸收剂的TEM照片；

图2为本发明实施例1、2、3分别制备得到的Co_xNi_y/C的X射线衍射图谱；

图3为本发明实施例1、2、3分别制备得到的Co_xNi_y/C的拉曼光谱图；

图4为本发明实施例1制备得到的Co₁Ni₁/C的TEM照片；

图5为本发明实施例2制备得到的Co₁Ni₂/C的TEM照片；

图6为本发明实施例3制备得到的Co₁Ni₃/C的TEM照片；