[发明专利]煤基吸波材料、制备方法和吸波应用

说明书

本发明公开了煤基吸波材料、制备方法和吸波应用，其制备的方法步骤如下：S1：以煤粉的气化细渣为原料，将其与氢氟酸溶液在容器中混合、搅拌、过滤；S2：将所述S1中过滤得到的固体水洗至中性，并进行干燥处理；S3：将所述S2中干燥后的固体与盐酸溶液在容器中混合、搅拌、过滤，并对过滤得到的固体水洗至中性，然后干燥后即得残炭。本发明采用残炭制备的煤基吸波材料具有显著的电磁波吸收特性，同时具有宽的吸收波段。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，尤其涉及煤基吸波材料、制备方法和吸波应用。

背景技术

煤气化技术是目前最具发展前景的煤炭清洁利用技术之一，在减少有害排放物方面优于常规煤粉燃烧技术，它可以将煤转化为电、合成气等有价值的能源产品，近年来在我国得到了很大的发展。灰渣是煤气化过程中产生的固体废弃物，目前只有小部分被利用，其余部分被简单倾倒，造成环境污染，资源浪费巨大。随着国家对工业固废监管越来越严，实现煤气化技术的“零排放”十分必要。气化灰渣的资源化再利用对煤炭的高效利用、煤化工行业的可持续发展以及减少环境污染等方面具有重要的意义。

近年来，因具有低密度，良好的化学稳定性和优异的导电性，碳材料在电磁波吸收材料中受到广泛的关注。正常情况下，气化灰渣中含有相当高含量的残炭，尤其是细渣，其残炭含量可高达60％，高的残炭含量制约了其在建材、水泥等传统领域的利用。近期研究发现，细渣具有较高的比表面积、较高的孔隙率和不同程度的石墨化度。石墨化一定程度上可以提高灰渣的导电性，使其有可能成为一种新型的吸波材料，这样不仅解决了气化灰渣大量堆放填埋造成的环境问题，同时可以达到资源化利用的效果。

目前，对于气化灰渣制备吸波材料未见相关报道，利用其它煤基固废比如粉煤灰制备吸波材料的相关研究很多，但是现有的通过粉煤灰制备吸波材料的方法中，除粉煤灰外，通常还需要加入大量的煤矸石粉、水泥以及粘土矿物以及适量的吸波试剂或材料等。综述所述，以粉煤灰为主要材料制得的吸波材料工艺复杂、额外加入磁性材料以及导电材料，部分需要高温处理等，大大增加了成本以及工艺的复杂程度。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了煤基吸波材料、制备方法和吸波应用，具有显著的电磁波吸收特性，同时具有宽的吸收波段。

本发明提出的煤基吸波材料的制备方法，其方法步骤如下：

S1：以煤粉的气化细渣为原料，将其与氢氟酸溶液在容器中混合、搅拌、过滤；

S2：将所述S1中过滤得到的固体水洗至中性，并进行干燥处理；

S3：将所述S2中干燥后的固体与盐酸溶液在容器中混合、搅拌、过滤，并对过滤得到的固体水洗至中性，然后干燥后即得残炭(RC)。优选地，所述S1中氢氟酸溶液的质量分数为40％，且所述气化细渣与氢氟酸溶液的质量体积比为1g:8-12mL。

优选地，所述S3中盐酸溶液的浓度为1.19g/mL，且所述气化细渣与盐酸溶液的质量体积比为1g:8-12mL。

优选地，所述S1、S3中混合时的温度均为50-70℃。

优选地，所述S1、S3中搅拌的条件为：转速500-800r/min、时间1.5-2.5h。

优选地，所述S2、S3中干燥的条件为100-110℃下干燥10-14h。

优选地，所述S3中水洗的终点为水洗后的滤液中加入硝酸银溶液无白色沉淀。

本发明提出的方法制备的煤基吸波材料。

本发明提出的煤基吸波材料在微波吸收中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

(1)本发明以气化细渣为原料，采用简单的两步酸浸法制备的煤基吸波材料具有独特的层状形貌，同时部分碳发生了石墨化；