[发明专利]一种碳化物/碳纳米复合材料的制备方法

说明书

一种碳化物/碳纳米复合材料的制备方法，本发明涉及碳化物与碳纳米复合材料制备领域。本发明要解决现有制备碳化物/碳纳米复合材料步骤繁琐，以及使用溶剂造成环境污染的技术问题。方法：将钨源和碳源研磨混合，或者将钼源和碳源研磨混合，然后高温热解。本发明采用非溶剂法，有效避免因使用溶剂造成环境污染的问题；方法新颖，步骤简单，可重复性好且便于实际批量生产，制备的产品碳化钨/碳纳米材料和碳化钼/碳纳米材料的吸收频带宽，吸波强度高，可满足实际使用的需求。本发明制备碳化物/碳纳米复合材料应用于电磁波吸收材料等吸波材料领域。

技术领域

本发明涉及碳化物与碳纳米复合材料制备领域。

背景技术

电磁污染由于其对人体健康、设备运行和信息安全的潜在威胁而成为全球关注的问题。虽然电磁屏蔽策略可以在个体保护中产生强大的效果，但电磁屏蔽策略中的反射原理使电磁污染的副作用的难以被彻底有效的缓解。在过去的数十年里，电磁波吸收材料出现并成为了一种先进的有效的减少电磁污染的方式，其将电磁波的能量转换为热量是一种行之有效的方式。而碳材料由于其可调的介电参数，低密度，化学稳定性以及可设计的微观结构进而成为了研究人员关注的课题之一。

单一碳材料由于其高介电损耗的性质导致存在阻抗匹配差的问题，一般是在其中加入磁性材料从而增加磁损耗。然而，碳基中的磁性材料存在易腐蚀，居里温度低的问题，这限制了磁性材料与介电材料的应用。因此，在介电材料中加入第二种介电材料成为了一种解决问题的新方案，并受到了领域内学者的广泛关注。

而制备介电复合材料的方式较为繁琐，导致现有的介电复合吸波材料难以被大规模的生产。并且，现有的制备方式会产生大量污水，对环境造成影响。

发明内容

本发明要解决现有制备碳化物/碳纳米复合材料步骤繁琐，以及使用溶剂造成环境污染的技术问题，而提供一种碳化物/碳纳米复合材料的制备方法。

一种碳化物/碳纳米复合材料的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、将钨源和碳源进行混合研磨，或者将钼源和碳源进行混合研磨；获得固体混合物；

二、将步骤一获得的固体混合物放入瓷舟，在管式炉中进行热解，获得碳化物/碳纳米复合材料，完成所述一种碳化物/碳纳米复合材料的制备方法。

本方法制备的碳化物/碳纳米复合材料的介电常数实部为5～40，虚部为0～30。

本发明的有益效果是：

本发明制备碳化物/碳纳米复合材料的方法通过非溶剂法(研磨或非水溶剂法)的方式将钨源和碳源或钼源和碳源混合均匀后，进行煅烧，一部分碳源转换为部分石墨化的碳基质，一部分碳源与钨源或者钼源在高温条件下反应生成碳化钨或碳化钼，且最终产物中，碳化钨或碳化钼颗粒均匀的分布在碳基质的表面，碳化钨或碳化钼颗粒的尺寸为3纳米～4纳米。

本发明制备方法简单，环保。仅需研磨混合均匀后再煅烧即可，适合大规模的工业生产；全过程没有使用任何溶剂，有效减少了产品生产中可能需要排放的溶剂对于环境的污染；并且，经测试本发明制备的45wt％碳化钨/碳纳米复合材料/石蜡材料厚度在1～5nm区间的有效吸波带宽为14.4GHz，最大损耗达到-55.6dB；45wt％碳化钼/碳纳米复合材料/石蜡样品厚度在1～5mm区间的有效吸波带宽可达14.5GHz，最大吸收为-49.0dB；因此本发明方法制备出了具有良好吸波性能的介电复合吸波材料。

综上，本发明采用非溶剂法，有效减少因使用溶剂造成的环境污染；方法新颖，步骤简单，可重复性好且便于批量生产，制备的产品吸波频带宽，吸波强度高，可满足实际使用的需求。

本发明制备碳化物/碳纳米复合材料(碳化钨/碳纳米材料，碳化钼/碳纳米材料)应用于电磁波吸收材料等吸波材料领域。

附图说明