[发明专利]基于改性MOF材料热解制备Fe/Co/C复合吸波材料的方法

说明书

本发明公开了一种基于改性MOF材料热解制备Fe/Co/C复合吸波材料的方法。本发明采用金属盐类和有机配体为原料，添加改性剂，制备出可控结构的有机金属框架结构前驱体，再与含有特定金属离子溶液进行混合研磨，最后在惰性气体保护下经过高温煅烧，将掺有特定金属离子的MOF材料转化为两种磁性金属与多孔碳复合的材料即Fe/Co/C复合吸波材料。本发明方法制得的Fe/Co/C复合吸波材料兼具介电损耗与磁损耗性能，当匹配厚度为3mm时，复合材料在10.64GHz处达到了最大吸收强度‑49.94dB，有效吸收频宽为8.56～13.6GHz，在吸波材料领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于吸波材料的制备技术领域，涉及一种基于改性MOF材料热解制备Fe/Co/C复合吸波材料的方法。

背景技术

电磁污染在一定程度上严重污染了人类的生存环境，各种生活类电子产品和生产类电子电气设备工作时产生的电磁辐射成为电磁环境污染的主要因素，因此，需要寻找能削弱甚至消除电磁波辐射的材料——吸波材料。

吸波材料按材料耗损机理可以分为电阻型、电介质型和磁介质型。电阻型吸波材料主要是通过与电场相互作用来吸收电磁波，吸收效率受材料的电导和介电常数影响；电介质型吸波材料主要是通过介质极化弛豫损耗来吸收电磁波；磁介质型吸波材料主要依靠共振和磁滞损耗来衰减电磁波。兼具后两者损耗类型的吸波复合材料，能在一定程度上大大提高电磁波吸波性能。目前，发展较为成熟的吸波材料有铁氧体、羰基铁、金属氧化物、碳纳米管、导电高分子、石墨烯、BaTiO₂和TiO₂等不同类型的材料。

金属有机骨架(Metal organic framework)，简称MOF，是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔结构，是有机-无机杂化材料，也称配位聚合物，兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征。多孔MOF材料具有如下特点：①高度结晶态固体化合物，可以精准的测定空间结构。②由于桥联有机配体较长，导致MOF可以有高的孔隙率和比表面积。③金属离子有各种不同的配位结构，有机配体也具有不同的大小形状以及配位结构，因此其结构自然多样性和可设计性。④多孔MOF材料具有纯有机或者有机无机杂化的孔表面，因此可以体现出更丰富多彩的表面物理化学性质，同时有机分子的结构多样性，可以按需设计特别的孔道和表面结构。⑤有机配体可以携带各种具有反应性的功能基团，易于修饰提升孔道的结构和性能。