[发明专利]一种利用γ-射线辐照法制备大孔结构的碳/镍复合吸波材料的方法

说明书

一种利用γ‑射线辐照法制备大孔结构的碳/镍复合吸波材料的方法。本发明属于吸波材料制备领域。本发明为解决现有利用微孔或介孔碳材料制备复合吸波材料在诱导入射电磁波的多次反射作用上影响较小、电磁波吸收性能较差的技术问题。本发明的方法：一、将玉米秸秆瓤切块，置于镍盐溶液中浸渍；二、于惰性气体氛围下高温碳化热解；三、用盐酸浸渍，洗涤至中性后过滤，烘干；四、加入镍盐溶液和异丙醇超声分散；五、通入氮气，然后在⁶⁰Co‑γ射线下进行辐照，得到碳/镍复合吸波材料。本发明以玉米秸秆为前驱体，通过热解、酸洗以及⁶⁰Co‑γ射线辐照制备的碳/镍复合吸波材料具有大孔结构特征，增大了材料的阻抗匹配特性及多重反射能力，材料表现出优异的吸波性能。

技术领域

本发明属于吸波材料制备领域；具体涉及一种利用γ-射线辐照法制备大孔结构的碳/镍复合吸波材料的方法。

背景技术

高性能电磁波吸收材料对国防建设和社会生活具有重要意义，它能将入射电磁波转化为热能等形式的能量，从而从根本上消散入射电磁波，改善电磁环境。磁性材料，特别是磁性金属，过去常常被用作典型的电磁波吸收材料，但是它存在一些固有的缺点，如高密度、易腐蚀和居里温度低，限制了它们的进一步发展。碳材料，例如碳纳米管(CNTs)、碳纳米纤维(CNFs)、还原氧化石墨烯(RGO)等，由于具有密度低、耐蚀性好、可设计的微观结构和可调谐的介电性能，无疑是最有前途的电磁波吸收候选材料之一。将碳材料与磁性金属复合研发兼具电损耗和磁损耗型的复合吸波材料有望满足新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的设计要求。近年来，一些微孔或介孔微结构的引入也被证明可以有效改善材料的特征阻抗匹配和增强反射损耗特性，但是一些研究结果表明，这些微孔或介孔结构仅用于优化阻抗匹配，在诱导入射电磁波的多次反射作用上影响较小，而构建大孔结构复合材料(例如：碳泡沫、石墨烯气凝胶、碳纳米管三维网络结构)可以显著增强电磁波吸收性能，但大孔结构的形成比较复杂，需要引入特定的模板(例如：SiO₂或聚苯乙烯微球)或非常规技术(例如化学气相沉积或冻干法)，因此，以简单的方式生产大孔复合材料仍然是一个艰巨的挑战。

发明内容

本发明为解决现有利用微孔或介孔碳材料制备复合吸波材料在诱导入射电磁波的多次反射作用上影响较小、电磁波吸收性能较差的技术问题，而提供了一种利用γ-射线辐照法制备大孔结构的碳/镍复合吸波材料的方法。

本发明的一种利用γ-射线辐照法制备大孔结构的碳/镍复合吸波材料的方法按以下步骤进行：

一、将成熟的玉米秸秆的外皮剥掉，将玉米秸秆瓤切块，清洗，过滤，烘干，然后置于镍盐溶液中浸渍，过滤、烘干，得到秸秆瓤；

二、将步骤一烘干的秸秆瓤于惰性气体氛围下高温碳化热解，得到碳化材料；

三、将步骤二得到的碳化材料用盐酸浸渍，洗涤至中性后过滤，烘干，得到浸渍材料；

四、将步骤三得到的浸渍材料加入到镍盐溶液中，然后加入异丙醇超声分散，得到碳材料的镍盐溶液；

五、向步骤四得到的碳材料的镍盐溶液中通入氮气，然后在⁶⁰Co-γ射线下进行辐照，得负载纳米镍粒子的碳化样，离心分离，洗涤，最后进行真空干燥，得到碳/镍复合吸波材料。

进一步限定，步骤一中采用鼓风干燥箱进行烘干。

进一步限定，步骤一中所述烘干参数为：温度为70～90℃，时间为2.5h～3.5h。

进一步限定，步骤一中所述烘干参数为：温度为80℃，时间为3h。

进一步限定，步骤一中所述镍盐溶液为乙酸镍、硝酸镍、氯化镍溶液中一种。

进一步限定，步骤一中所述镍盐溶液镍盐的浓度为0.05mol/L～0.5mol/L。

进一步限定，步骤一中所述浸渍的时间为1h～3h。