[发明专利]一种利用粉煤灰制备磁性复合微波吸收材料的方法

说明书

本发明提供了一种利用粉煤灰制备磁性复合微波吸收材料的方法，属于微波吸收材料技术领域。技术方案为：首先对粉煤灰进行球磨、筛分处理，得到粉煤灰粉，通过添加络合剂、粘结剂和金属盐离子溶液形成均匀稳定的料浆，接着将料浆经过喷雾干燥工艺得到粉煤灰基微粉，然后经还原处理获得负载系列磁性组分的复合微波吸收材料。本发明方法以固体废弃物粉煤灰为原料，实现了粉煤灰的有效回收利用，节约资源和成本；同时，本发明所述的原位喷雾干燥‑负载工艺可以保证负载物均匀地分散于粉煤灰颗粒载体上，且操作过程简便，易于实施，适合于规模化工业生产应用。

技术领域

本发明属于微波吸收材料制备工艺技术领域，具体涉及一种利用粉煤灰制备磁性复合微波吸收材料的方法。

背景技术

随着现代电子信息技术的迅猛发展，越来越多的电子设备成为了我们生活和工作中必不可少的重要工具，它们广泛的应用在军事领域（雷达）和民用领域（计算机、导航、通讯、电器设备），为社会的进步和发展作出了巨大的贡献。与此同时，人们也面临着日益严重的电子设备辐射问题。当今社会，电磁波辐射是继水污染、空气污染、噪声污染之后的新的污染源，它不仅会对通讯进行干扰，而且严重危害人类的健康。

粉煤灰主要是一种固体废弃物，主要是由火力发电厂和工矿企业排放。大量的土地资源被固体废弃物粉煤灰占用，严重污染了大气、土壤和水体。伴随着国内工业的快速发展，粉煤灰的排放量持续增加，目前我国粉煤灰的排放量达到了全球排放量的近1/5，但是其平均利用率相对偏低。因此，迫切需要解决粉煤灰综合利用环节中供大于求的矛盾，从而实现固废资源的有效再利用。值得注意的是，粉煤灰自身颗粒呈多孔型的蜂窝状组织结构，且内部存在大量独特而性能稳定的空心微珠，故粉煤灰作为一种良好的轻质基体被广泛利用。

鉴于上述，如果能将粉煤灰回收利用制备微波吸收材料，不仅可以消除因粉煤灰排放、堆积引起的污染，而且经济效益与社会效益显著，更重要的是为固体废弃物的有效综合利用提供借鉴。中国发明专利201811250634.7通过化学镀和原位聚合的方法分别将磁性金属和有机高分子包覆于粉煤灰中的空心微珠上，得到一种轻质微波吸收材料；Bora等采用化学沉淀和热还原方法将NiO涂覆在粉煤灰空心微珠上制备得到聚乙烯丁醛-NiO-粉煤灰空心微珠复合吸波材料（Compos Part B-Eng, 2018, 134, 151-163.）；中国发明专利201811258205.4利用溶胶凝胶工艺在玻璃微珠上包覆系列钡铁氧体磁性组分，制成粉煤灰玻璃微珠-铁氧体复合吸波材料。

上述专利方法的共同思路是将粉煤灰中的空心微珠进行分离，并对其亲水化处理，然后采用各种化学合成工艺，包括沉淀法、溶胶-凝胶法、溶剂热法、化学气相沉积方法将磁性成分包覆于空心微珠表面，最终经过高温热处理后形成复合微波吸收材料。然而，上述研究只是选择性地针对粉煤灰中的空心微珠加以利用，其余成分随之排弃，极易造成二次污染问题，实际上并未彻底改善粉煤灰综合利用的现状。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，一方面解决现有技术中复合微波吸收材料制备工艺繁琐的技术问题，另一方面解决现有技术制得复合微波吸收材料后余料产生的二次污染问题，本发明提供一种利用粉煤灰制备磁性复合微波吸收材料的方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种利用粉煤灰制备磁性复合微波吸收材料的方法，包括以下步骤：

S1、将粉煤灰球磨后经100~240目标准筛进行筛分，筛选出粉煤灰在90~100℃条件下干燥2~3小时，干燥后制得的粉煤灰粉留待后步使用；

S2、配制A溶液：配制浓度为0.1~6 wt%的羧甲基纤维素钠水溶液作为A溶液，留待后步使用；

S3、配制B溶液：配制浓度为0.5~2 mol/L的盐溶液作为B溶液，留待后步使用；所述B溶液为含有Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺中的一种或者两种的盐溶液；