[发明专利]一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用

说明书

本发明属于吸波剂技术领域，公开了一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用，以六水合硝酸钴、六亚甲基四胺和氯化钠作为原料，采用油浴回流制备得到六边形Co(OH)₂纳米片前驱体，在氮气氢气气氛中将六边形Co(OH)₂纳米片前驱体还原成六边形Co纳米片；以Co纳米片为磁核，在常温下通过间苯二酚和甲醛的原位聚合反应包覆酚醛树脂层，在N₂气氛保护下碳化以形成碳层。本发明采用包覆酚醛树脂层且碳化的方法，制备方法简单，反应条件温和，碳层均匀且层厚可调。Co@C吸波剂的核壳结构，是当下吸波材料结构研究中的热门，本发明中不同吸波损耗机制的材料复合，改善了吸波剂的阻抗匹配，提高了吸波性能。

技术领域

本发明属于吸波剂技术领域，尤其涉及一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用。

背景技术

目前，随着微波通讯技术的快速发展以及通信设备的频繁使用，电磁波辐射已经成为一种新的环境污染。电磁污染不仅会对人类的健康造成威胁，还会导致电子设备的使用。因此，开发一种具有强电磁波吸收并且宽吸收频率的新型吸波材料具有重要的意义。单一的吸波剂不能同时满足阻抗匹配和吸波材料所强调的“薄、轻、宽、强”等要求，这使得多种损耗机制共同作用的复合吸波剂材料受到广泛关注。除材料组成以外，结构的设计也会影响吸波性能，不同微观结构，例如核-壳、蛋黄-壳、花状、泡沫、中孔、纺锤体、一维和片状等结构，由于形状各向异性和尺寸分布，会显着提高吸波性能。六边形结构作为一种片状结构，由于其几何对称性低和高宽比大会引发高的形状各向异性，在吸波领域具有应用的潜力。核壳结构，也是当下吸波材料研究中的主流设计理念，通过对核壳材料的结构、组成含量的调整来优化吸波材料的电磁参数，实现阻抗匹配并提高吸波性能。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：单一的吸波剂不能同时满足阻抗匹配和吸波材料的要求，这使得多种损耗机制共同作用的复合吸波剂材料受到广泛关注；结构的设计也会影响吸波性能。

解决以上问题及缺陷的难度为：将多种损耗机制的吸波材料复合并不十分简单，其中涉及到实验方案的设计(实验方案是否具有可行性，材料之间是否会相互影响)，实验流程的安排(实验流程是否简单且安全系数高)以及最终性能的测试(最终吸波性能是否达到行业标准)。针对本技术方案中的Co@C吸波剂而言，目前报道的文献中也有类似组分的吸波剂，基本都是共混式复合且没有明显的特殊结构。而本技术方案率先以核壳结构形式将六边形Co纳米片和C层复合，结构新颖，与已报道文献相比具有明显优势。解决以上问题及缺陷的意义为：本发明设计了一个简单可行的实验方案，并成功制备得到了一种磁损耗机制与介电损耗机制协同作用的六边形核壳Co@C吸波剂，结构新颖且尺寸均匀，吸波性能优异，有望在未来应用于吸波领域。此外，本发明为今后制备高性能的片状新型吸波剂提供了新的思路。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种六边形Co@C吸波剂、制备方法及应用。

本发明是这样实现的，一种六边形Co@C吸波剂的制备方法，所述六边形Co@C吸波剂的制备方法包括：

以六水合硝酸钴(0.5g～1g)、六亚甲基四胺(1.5g～2g)和氯化钠(0.5g～1g)作为原料，采用油浴回流(温度为90℃～120℃，搅拌时间为1h～3h)制备得到六边形Co(OH)₂纳米片前驱体，在氮气氢气气氛中(温度为500℃～700℃)将六边形Co(OH)₂纳米片前驱体还原成六边形Co纳米片；

以Co纳米片(0.05g～0.1g)为磁核，在常温下通过间苯二酚(0.1g～0.5g)和甲醛(0.1mL～0.5mL)的原位聚合反应(搅拌时间为5h～10h)包覆酚醛树脂层，在N₂气氛保护下(温度为500℃～700℃)碳化以形成碳层。

本发明的另一目的在于提供一种由所述六边形Co@C吸波剂的制备方法制备的六边形Co@C吸波剂。是一种功能性填料粉末，Co@C(六边形Co纳米片外包了一层C)，具有磁性且不易氧化。