[发明专利]一种利用柚子皮制得的电磁吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用柚子皮制得的电磁吸波材料，所述电磁吸波材料内具有三维导通的孔结构，所述电磁吸波材料的骨架为石墨化的碳基骨架，碳基骨架上还具有介孔结构。本发明还公开了上述电磁吸波材料的制备方法。本发明利用柚子皮制得的电磁吸波材料在宏观上具有三维网络多孔结构，在微观上具有介孔结构，不仅减轻了材料的重量，而且还提升了材料的隔热能力；同时，石墨化后的碳基材料具有良好的导电性能，从而具有良好的介电损耗能力，能够增强电磁波的吸收损耗，进而有效提高本发明碳基材料对电磁波的吸收和衰减能力；本发明制得碳基材料具有密度低、比表面积大、介电损耗好的优点，同时制备方法工艺简单、无需使用任何化学试剂、成本低，可以实现规模化大批量生产。

技术领域

本发明涉及一种利用柚子皮制得的电磁吸波材料，还涉及上述电磁吸波材料的制备方法。

背景技术

现代通信、广播、电视、导航、遥感遥测、工业自动化、家用电器、地质勘探、电力系统、医用电子设备等飞速发展，由此而引发的电磁波污染问题在不断加剧，因此降低电磁干扰问题刻不容缓。电磁屏蔽和吸波材料作为保护人类及精密设备的关键材料，不仅在军事领域占据重要战略地位，也在民用领域引起了广泛的关注。考虑到电磁微波污染问题的严重性和材料应用环境的复杂性，将多种功能融合到一种材料中已迫在眉睫。具有多种功能的电磁吸波材料对下一代无线技术和便携式电子设备具有极大的吸引力。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中电磁吸波材料存在应用环境复杂性的问题，提供一种利用柚子皮制得的电磁吸波材料，该材料不仅具有电磁吸波性能，还具有隔热和红外隐身功能；本发明还提供上述利用柚子皮制得的电磁吸波材料的制备方法，该方法能够制得具有柚子皮本征完整三维网络结构的碳基材料。

技术方案：本发明所述的利用柚子皮制得的电磁吸波材料，所述电磁吸波材料内具有三维导通的孔结构，所述电磁吸波材料的骨架为石墨化的碳基骨架，碳基骨架上还具有介孔结构。

上述利用柚子皮制得的电磁吸波材料的制备方法，具体为：将剥离后的柚子皮放进冷冻干燥机中进行冷冻干燥处理，得到前驱体；再将经过冷冻干燥处理后的前驱体置于惰性气氛中高温退火煅烧，煅烧后得到柚子皮衍生的电磁吸波材料。经过冷冻干燥处理后的前驱体在高温处理下能够保持生物质原有的微纳结构不被破坏。

其中，步骤(1)中，柚子皮的剥离时间不超过10分钟。

其中，步骤(1)中，冷冻干燥过程中，预冻时间为不低于6h。

其中，步骤(1)中，冷冻干燥过程中，干燥时间为不低于48h。

其中，步骤(1)中，冷冻干燥过程中，真空度为至少0.001Pa。

其中，步骤(2)中，煅烧过程中，煅烧温度为不低于800℃，升温速率为不小于2℃/min，煅烧时间为不低于2h；煅烧后得到呈气凝胶结构的碳基材料，碳基材料具有介电损耗能力。经过冷冻干燥处理后的前驱体能够使其在高温处理下实现具有三维多孔网络结构的碳基骨架不发生微观结构的断裂和宏观多孔结构的坍塌。

有益效果：本发明利用柚子皮制得的电磁吸波材料在宏观上具有三维网络多孔结构，在微观上具有大量的介孔结构，不仅减轻了材料的重量，而且还提升了材料的隔热能力；同时，石墨化后的碳基材料具有良好的导电性能，从而具有良好的介电损耗能力，能够增强电磁波的吸收损耗，进而有效提高本发明碳基材料对电磁波的吸收和衰减能力；本发明制得碳基材料具有密度低、比表面积大、介电损耗好的优点，同时制备方法工艺简单、无需使用任何化学试剂、成本低，可以实现规模化大批量生产。

附图说明

图1为实施例1制得的碳基材料的X射线衍射图谱；

图2为实施例1制得的碳基材料的拉曼图；

图3为实施例1制得的前驱体的SEM照片；

图4为实施例1制得的碳基材料的SEM照片；