[发明专利]一种基于煤矸石的微波吸收材料制备方法

说明书

本发明提供了一种基于煤矸石的微波吸收材料制备方法，对煤矸石进行破碎处理，得到煤矸石粉；对所述煤矸石粉进行酸洗，得到酸洗煤矸石粉；将所述酸洗煤矸石粉与水混合造粒，得到煤矸石基陶瓷微球；将所述煤矸石基陶瓷微球在二价钴盐溶液中浸渍，得到浸渍微球；将所述浸渍微球干燥后进行焙烧，得到基于煤矸石的微波吸收材料。本发明提供的方法，以煤矸石为原料，实现了煤矸石的回收再利用，节约资源和成本；同时，本发明所述方法仅需要简单的破碎装置、混合装置和焙烧装置即可，对设备要求低，且操作过程简便，易于实施，能够用于批量的工业生产。

技术领域

本发明涉及微波吸收材料技术领域，尤其涉及一种基于煤矸石的微波吸收材料制备方法。

背景技术

随着电子技术的高速发展，电子、电气设备或其他信息系统已经越来越广泛的应用在人们的日常生产、生活的各个领域，随之而来的是电磁辐射充斥着人们的生活空间，造成了严重的电磁污染，它已成为继噪声污染、大气污染、水污染和固体废物污染之后的又一大公害。因此，研究、开发针对电磁辐射污染的吸波材料引起了广泛的关注。目前，在保证吸收强度的前提下，微波吸收材料正朝着轻质、宽频、稳定性好、低成本和制备工艺简单化的方向发展，以便满足大型电磁设备的防护需求。

传统微波吸收材料可分为磁损耗型和介电损耗型。磁损耗型吸波材料主要以羰基铁、Fe₃O₄、CoFe₂O₄及FeNi合金等为代表，密度高是其共性问题，如何实现轻质化引起了研究人员的广泛关注。与磁损耗吸波材料相比，介电损耗型吸波材料的涂层厚度较大，适合于多层结构形式设计。然而，单一形式的吸波材料难以同时达到多频段、宽频带的吸收效果，如果将磁损耗与介电损耗吸波材料通过各种方法进行有效复合便可以克服单一吸波材料的不足，有助于增加吸收频段、拓宽吸收频带。此外，只有当微波吸收材料与自由空间的阻抗相近时，入射电磁波才能较多地进入吸波材料内部并被损耗掉。因此，如何实现轻质、如何与介电损耗吸波材料有效复合已成为磁损耗吸波材料研究的热点。如孙根班教授将磁性金属Co、Ni微粒通过液相合成均匀负载、包覆于石墨烯材料制备得到轻质、吸波性能良好的Co/GN及Ni/GN复合材料；覃勇研究员则利用原子层沉积技术分别获得Fe₃O₄包覆的碳纳米螺旋和Ni均匀负载的石墨烯复合吸波材料。另外，还有大量研究集中在制备以Fe₃O₄、FeNi、Ni等磁性颗粒为内核，聚吡咯、SiO₂、C等介电材料为外壳构成的核壳结构复合材料。以上思路的共性是将比重大的磁损耗组分通过化学方法负载、包覆于以碳材料为代表的各类介电型载体上，形成对电磁波兼具磁损耗及介电损耗效应的复合吸波材料，不仅有效地解决了磁损耗材料的高密度问题，而且所制备的复合材料吸波性能优异。

然而，现有技术中用于制备复合微波吸收材料的方法中，大多对生产设备要求很高，工艺过程复杂，只适用于实验室研究，难以实现大规模生产应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于煤矸石的微波吸收材料制备方法，该方法对生产设备要求低，过程简便，易于实施，能够用于大规模的产业应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于煤矸石的微波吸收材料制备方法，包含如下步骤：

(1)对煤矸石进行破碎处理，得到煤矸石粉；

(2)对所述煤矸石粉进行酸洗，得到酸洗煤矸石粉；

(3)将所述酸洗煤矸石粉与水混合造粒，得到煤矸石基陶瓷微球；

(4)将所述煤矸石基陶瓷微球在二价钴盐溶液中浸渍，得到浸渍微球；

(5)将所述浸渍微球干燥后进行焙烧，得到基于煤矸石的微波吸收材料。

优选的，所述步骤(1)中煤矸石粉的粒度≤300目。