[发明专利]一种钴/聚吡咯纳米复合吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料领域，尤其涉及的是一种钴/聚吡咯纳米复合吸波材料及其制备方法。 

背景技术

电磁波是一种由相互垂直的电场和磁场经由同相电磁振荡产生的典型的纵波，其传播方向与电场与磁场的方向同时垂直，可实现远距离传递信息和能量。有研究表明，过量电磁波辐射除可引起神经系统、免疫系统、生殖系统和血液循环系统等发生障碍外，甚至可能诱发包括各类癌症在内的严重疾病。长期处于电磁波环境中，人体内被电磁波损伤且未来得及自我修复的组织和器官的损伤可以因长期积累而成为功能性病变，严重时可危及生命。 

磁性金属颗粒通常是指粒径处于亚微米-纳米级别的单质磁性金属或金属合金微粒，其主要利用磁滞损耗和涡流损耗等磁损耗机制达到衰减和吸收电磁波的目的。磁性金属粉吸波材料具有密度小、饱和磁化强度高、磁导率高等优点，可能存在较强电磁波吸收能力，得到了广泛的应用。并由于小尺寸粒子的纳米效应，可能对材料的电磁波吸收进行改善，同样受到科学家的关注。目前研究主要集中于Fe、Co、Ni及其复合金属粉等。 

但是磁性金属粉的抗氧化能力和抗腐蚀能力差，在实际应用上有较大难度，提高超细金属粉的抗氧化及抗腐蚀性是其能否实际应用的关键。同样，磁性金属有较高的介电常数，虽然高的介电常数在一定范围内可以增强电磁波的吸收，但高的介电常数也将引起阻抗匹配难的问题并影响吸波表现，因此使用低介电常数的电阻型或介电损耗型吸波材料制备复合材料，可以降低整体介电常数，改善阻抗匹配。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种钴/聚吡咯纳米复合吸波材料及其制备方法。 

本发明的技术方案如下： 

一种钴/聚吡咯纳米复合吸波材料的制备方法，其步骤如下： 

(1)将0.6～1.0mol CoCl₂·6H₂O溶于100～200mL蒸馏水中，并滴加0.03～0.05mol油酸，得到溶液A，将0.3～0.5mol NaOH和0.6～1.0mol NaBH₄溶于10～20mL蒸馏水中，得到溶液B，在40℃水浴下，将溶液B缓慢滴入溶液A中，滴速为2秒/滴，同时剧烈搅拌； 

(2)待溶液B滴加完毕，继续搅拌30～60min，陈化30～60min；然后离心分离，将沉淀产物用去离子水洗涤2～3次，无水乙醇洗涤2～3次，在50～70℃下真空干燥24～36h，在氮气保护下经450～550℃保温1～3h，得到灰黑色纳米钴粉； 

(3)将0.1～0.3mol吡咯单体和纳米钴粉加入到30～50mL盐酸溶液中，超声分散30～60min； 

(4)将0.2～0.6mol(NH₄)₂S₂O₈溶解于10～20mL盐酸溶液中，然后将其缓慢滴加到(3)中分散后的溶液中，搅拌，反应10～14h； 

(5)将(4)中反应后的溶液离心分离，得到沉淀产物，用去离子水洗涤2～3次，无水乙醇洗涤2～3次，然后在50～70℃下真空干燥24～36h，得到钴/聚吡咯纳米复合吸波材料。 

所述的CoCl₂·6H₂O、NaBH₄、NaOH和油酸均为分析纯。 

所述的制备方法，步骤(3)中，纳米钴粉占吡咯单体质量的10～30％。 

所述的盐酸溶液的浓度为0.1mol/L。 

所述的制备方法制得的钴/聚吡咯纳米复合吸波材料。 

本发明的钴/聚吡咯纳米复合吸波材料的制备方法采用原位聚合法，通过钴与吡咯单体的原位聚合，从而实现材料优异的吸波效果。 

附图说明

图1为煅烧前后钴的X射线衍射图谱(XRD)；图中，a为煅烧前的钴，b为煅烧后的钴。 

图2为钴/聚吡咯纳米复合吸波材料的X射线衍射图谱(XRD)。 

图3为聚吡咯和钴/聚吡咯纳米复合吸波材料的红外光谱图(FT-IR)；图中，a为聚吡咯，b为钴/聚吡咯纳米复合吸波材料。 

图4为纳米钴和钴/聚吡咯复合吸波材料的透射电镜图(TEM)及粒径分布图；其中，图4a为纳米钴的透射电镜图，图4b为纳米钴的粒径分布图，图4c为钴/聚吡咯复合吸波材料的透射电镜图。