[发明专利]一种多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料和制法

说明书

本发明涉及电磁波吸收技术领域，且公开了一种多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料，以聚多巴胺‑海藻酸钠交联微球作为碳源，碳酸氢钾作为致孔剂，经过高温煅烧，制得密度小，质量轻的多孔碳球，Ni²⁺高温热还原生成镍纳米粒子，使镍纳米粒子均匀生长在多孔碳球的基体中，减少了镍纳米粒子的团聚，两者之间产生良好的界面极化效应，更加有利于镍纳米粒子调节多孔碳球的电磁性能，同时多孔碳球具有丰富的孔道结构，为电磁波的反射和散射提供反射路径，增强了的介电损耗能力和磁损耗性能，使多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料具有优异的电磁波吸收性能，满足“薄、轻、宽、强”的要求。

技术领域

本发明涉及电磁波吸收技术领域，具体为一种多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料和制法。

背景技术

随着无线电通信和电子设备的广泛应用，电磁污染越来越严重，过量电磁辐射会对人体健康造成危害，影响精密仪器、导航系统的正常运行，而降低和消除电磁波影响最有效的方法是研究出可以衰减电磁波的电磁波吸收材料和吸波材料，这些材料可以吸收或大幅度衰减外界投射材料表面的电磁波和电磁辐射，并将电磁辐射以热能等形式耗散出去，因此要求电磁波吸收材料具有“薄、轻、宽、强”的特点。

目前的吸波和电磁波吸收材料主要有碳系吸波材料、铁系吸波材料和陶瓷系吸波材料，其中镍纳米粒子具有磁导率高、介电常数大，具有良好的磁损耗效应，但是单一的镍纳米粒子的阻抗匹配性能较差，吸收电磁波的效率有限，并且镍纳米粒子容易发生团聚，影响其磁性和磁损耗性质碳材料具有导电性好、密度低等优点，可以将碳材料与磁性材料如四氧化三铁、镍纳米粒子等进行复合，解决磁性材料密度高，质量大的问题，同时可以调节磁性材料的介电损耗效应和阻抗匹配性能，制得薄、轻、宽、强的新型电磁波吸收材料。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料和制法，具有优异的电磁波吸收性能，同时具备“薄、轻、宽、强”的特点。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料，所述多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料的制法如下所示：

(1)将盐酸多巴胺置于乙醇溶剂中，加入稀氨水，进行自聚合反应，制得聚多巴胺纳米粒子。

(2)向反应瓶中加入蒸馏水、海藻酸钠和聚多巴胺纳米粒子，超声分散后，滴加加入交联剂CaCl₂，在25-45℃，进行交联2-5h，过滤溶剂，蒸馏水洗涤，制得聚多巴胺-海藻酸钠交联微球。

(3)向反应瓶中加入蒸馏水和聚多巴胺-海藻酸钠交联微球，分散均匀后加入镍化物，进行吸附过程，过滤溶剂，蒸馏水洗涤，制得镍基聚多巴胺-海藻酸钠交联微球。

(4)将镍基聚多巴胺-海藻酸钠交联微球和碳酸氢钾研磨均匀，置于电阻炉中进行煅烧，蒸馏水洗涤煅烧产物，制得多孔碳球包覆镍纳米粒子。

(5)将多孔碳球包覆镍纳米粒子与石蜡混合均匀，压制成厚度为1-3mm的环型样品，制得多孔碳球包覆镍纳米粒子的电磁波吸收材料。

优选的，所述步骤(1)中的海藻酸钠、聚多巴胺纳米粒子和CaCl₂的质量比为10:4-15:200-600。

优选的，所述步骤(2)中的镍化物为NiCl₂、Ni(NO₃)₂、Ni(CH₃COO)₂或NiSO₄中的一种。

优选的，所述步骤(3)中的聚多巴胺-海藻酸钠交联微球和镍化物的质量比为100:15-50。

优选的，所述步骤(3)中的吸附过程40-70℃下，吸附6-12h。