[发明专利]一种MOF衍生的木材基多孔碳吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种MOF衍生的木材基多孔碳基吸波材料及其制备方法，包括如下步骤：将巴尔沙木置于烧瓶中，加入蒸馏水，加热，加入乙酸和亚氯酸钠，反应后加入等量的乙酸和亚氯酸钠，重复加入三次，洗涤烘干；将六水硝酸钴和六水硝酸镍溶解在乙醇中，再将脱除木质素后的木头置于乙醇溶液中，再滴加含有2‑甲基咪唑的乙醇溶液，滴加完后，烘干；将烘干木头在惰性气体保护下进行煅烧碳化。本发明采用木头为基体，木材具有规则精细、中空通直的孔道结构，通过负载一定量的六水硝酸钴和六水硝酸镍与2‑甲基咪唑配位合成了镍、钴MOF，能够制得具有较好的电磁波吸收能力的MOF衍生的木材基多孔碳基吸波材料。

技术领域

本发明涉及电磁波吸波材料技术领域，具体而言，涉及一种MOF衍生的木材基多孔碳基吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着现代信息技术的飞速发展，如手机、电脑等新型电子仪器设备的广泛应用，给人们生活带来巨大便利。然而，这些电子设备的广泛应用，让人类活动时暴露在电磁环境中，对人类健康势必造成威胁。在军事领域，现代武器装备对电磁隐身材料的性要求也逐渐增加。吸波材料可以通过各种损耗机制来衰减入射的电磁波，将电磁波辐射能量转化为热能或者其他形式的能量，从而达到解决电磁污染和装备隐身。因此，开发高性能的电磁波吸波材料，不管在军事还是在民用领域都具有重要的意义。

碳基材料(碳纳米管、石墨烯、碳球、多孔碳、碳纤维、碳量子点)由于其密度低、介电损耗大、化学稳定性好、导电性高、易于改性等优点，已成为极具有应用潜能的吸波材料。但是，单一组分的碳基吸波材料由于其损耗机制单一、阻抗匹配性差、导致其吸收强度弱、吸波频带窄等问题。通常引入磁性粒子(如Fe、Co、Ni及其氧化物)起到提高其阻抗匹配，提升吸波性能。近十年来，相关学者在零维、一维和二维碳基吸波材料基础上，又开出了三维多孔碳基材料，其综合性能更加优异。三维多孔材料具有独特微纳米孔结构导致其比表面积高，电磁波在三维多孔材料的内部发生多重反射和散射，同时可诱导更多的界面极化损耗，进一步提高材料的吸波性能。其中，金属-有机骨架Metal-organic Framework，MOFs)是由金属离子或者离子簇与有机配体通过分子自组装连接形成的多孔材料，具有超大比表面积，规则的孔隙以及可调的结构等特点。MOFs中有金属和有机组分以及可调的微观机构可以原位构筑金属/金属氧化物三维多孔碳基材料，碳化形成的石墨层可产生电导损耗，由金属/金属氧化物纳米粒子与碳基体之间的配合可调控介电损耗与磁损耗，构筑适宜的阻抗匹配，而粒子内的核-壳结构也可以产生界面极化损耗以及多重反射损耗，这些因素都有助于多孔碳基吸波材料的性能与有效吸收带宽。但是，MOFs衍生碳基吸波材料目前还存在以下问题：(1)制备效率低；(2)有机配体采用化工合成；(3)晶体结构难以调控。这些因素都限制了MOFs衍生碳基吸波材料的应用。因此，探索新的微观结构，开发简单、低成本、高效可批量化制备MOFs碳基吸波材料的工艺，是实现其产业化应用需要解决的问题。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前MOFs衍生碳基吸波材料制备效率低、有机配体采用化工合成且晶体结构难以调控，目的在于提供一种MOF衍生的木材基多孔碳基吸波材料及其制备方法，采用成本低廉、来源广泛、易得的木头为基体，通过负载一定量的六水硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)和六水硝酸镍(Ni(NO₃)₂·6H₂O)与2-甲基咪唑配位合成了镍、钴MOF，能够制得具有较好的电磁波吸收能力的MOF衍生的木材基多孔碳基吸波材料，且制备工艺简单、环保、成本低，可广泛应用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种MOF衍生的木材基多孔碳基吸波材料的制备方法，包括如下步骤：

包括如下步骤：