[发明专利]一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料及其制备方法，涉及电磁波吸收材料技术领域。所述方法为：1)将钴源、锌源溶解于DMF中，继续加入PVP，搅拌后反应，获得均一粘性溶液；2)采用高压静电纺丝法对步骤1)中的粘性溶液进行纺丝，得到有机纳米纤维，将有机纤维干燥和预氧化处理后进行煅烧；3)将步骤2)中煅烧后的置于还原气氛中进行还原处理，即得。本发明采用高压静电纺丝法结合煅烧还原制备的ZnO/Co复合空心纳米纤维材料具有饱和磁化率高、矫顽力大、轻质、抗氧化能力强、电磁波吸收性能优异的特点，同时本发明的制备方法简单易行、成本低。

技术领域

本发明涉及电磁波吸收材料技术领域，尤其涉及一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料及其制备方法。

背景技术

近年来，遥感探测技术、计算机技术、电子通信技术的飞速发展，也不可避免的带来了电磁干扰和电磁辐射等问题，同时，日益增大的电磁能量密度造成电磁污染也损害着人体的健康。此外，电磁波吸收材料在军事技术领域方面也有着重要的应用。因此电磁波吸收材料受到了越来越多的关注，尤其是对于GHz频率范围的电磁波的吸收，更是人们研究的热点。从电磁波吸收材料的损耗机制考虑，主要可以分为磁性吸波材料和介电吸波材料两大类。传统的磁性吸波材料包括铁氧体和软磁性金属，畴壁共振、自然共振以及交换共振是磁性吸波材料主要损耗机制。

典型的介电吸波材料包括碳材料、导电高聚物以及金属氧化物或硫化物，其主要损耗机制是界面极化、偶极子极化和电子极化等等。根据电磁波吸收理论中的阻抗匹配条件可以得知，如果仅仅靠上述一种材料是很难以满足阻抗匹配条件的，也就难以获得优异的电磁波吸收性能。虽然氧化锌的吸波性能得到了较为深入的研究，但是氧化锌作为一种非磁性材料，无法提供适当的磁损耗，因而无法获得较好的匹配效果，这也限制了它的进一步发展和应用。为了改进这一点不足，一些研究者将氧化锌与磁性材料结合起来，进而获得更好的电磁波吸收性能。比如文献Nanoscale，2014，6(12)制备了一种ZnO/Fe₃O₄复合多孔球，并在匹配厚度为5mm时达到最大吸收，其最大反射损耗达到-40.0dB，还有较大的上升空间。

另外，现有的电磁波吸收材料的制备方法多为水热或溶剂热的方法，对于实验研究，该方法操作简便，但却不能用于材料的大规模和产业化制备，因而不利于实际应用和工业生产。此外，液相交换法等方法价格昂贵，操作繁琐，也仅仅适用于实验室研究。因此，有必要研究一种有利于实际应用和工业生产、且兼顾良好性能的氧化锌电磁波吸收材料及其制备方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料及其制备方法。本发明采用高压静电纺丝法结合煅烧还原制备的ZnO/Co复合空心纳米纤维材料具有饱和磁化率高、矫顽力大、轻质、抗氧化能力强、电磁波吸收性能优异的特点，同时本发明的制备方法简单易行、成本低，极具工业化应用前景。

本发明的第一目的是提供一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料。

本发明的第二目的是提供一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收体。

本发明的第三目的是提供一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料的制备方法。

本发明的第四目的是提供高压静电纺丝法在空心纤维电磁波吸收材料制备中的应用。

本发明的第五目的是提供ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料及制备方法、ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收体的应用。

为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种ZnO/Co复合纳米空心纤维电磁波吸收材料，所述电磁波吸收材料为由一维空心纳米纤维堆叠形成三维网络结构，所述空心纳米纤维由ZnO和Co组成。