[发明专利]多孔片状钴/碳复合吸波材料及其制备方法

说明书

本发明涉及吸波技术领域，具体涉及一种多孔片状钴/碳复合吸波材料及其制备方法。所述复合吸波材料包括基体，基体内部为多孔结构，孔径为10‑200nm，孔内设置有碳层，孔隙率为5%‑25%。该制备方法所需试剂少，制备工艺简单，且无需高精密设备辅助，得到的钴/碳复合吸波材料为多孔片状结构，通过改变葡萄糖的含量可以调节复合材料的吸波性能。

技术领域

本发明涉及吸波技术领域，具体涉及一种多孔片状钴/碳复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展，越来越多的高频电子设备逐渐出现在人们的日常生活中，随之带来的电磁波辐射不仅影响其他电子设备的正常运行，而且会对人体健康造成严重危害。如何有效地吸收电磁波辐射成为了一个亟需解决的难题。目前，电磁吸波材料按其损耗机理可分为磁损耗、介电损耗和电阻损耗三类。单一类型的吸波材料因其阻抗匹配失衡导致吸收效果较差，因此，制备包含两种或三种损耗机理的复合型吸波材料成为了研究趋势。磁性钴类吸波材料(钴粉、羰基钴等)因其吸收效果较强，原料来源广泛且价格低廉等优点一直受到研究者的广泛关注，其缺陷在于材料密度较大，有效吸收频宽（反射损耗−10dB）较窄。为降低钴类吸波材料密度，拓展其吸波频宽，引入碳系材料与其复合是一种行之有效的途径。

中国专利 CN 101728045 A公开了一种氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，该专利以有机溶剂为碳源，将非晶碳包覆在氧化钴内核上制备得到氧化钴/碳复合纳米吸波材料，该专利的技术方案对吸波材料的密度并没有有效改善，其有效吸波频宽仍然没有得到拓宽。中国专利CN 104263317 A公开了一种氧化钴/ 石墨烯复合吸波材料的合成方法，该方法以金属钴盐、氟化铵和尿素溶于水中，得到金属盐水溶液，将石墨烯的乙醇溶液与该金属盐水溶液混合后经干燥煅烧得到氧化钴/石墨烯复合吸波材料，该材料为海胆型，该专利合成的吸波材料由于采用了石墨烯为原料，相对成本仍然较高，并且吸收频宽也没有得到明显改善。

因此，为了满足实际的生产应用，需要开发新的吸波材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种多孔钴/碳复合吸波材料及其制备方法。

本发明从简易、低毒和高性能的角度出发，以最基础的方案为例，仅以硫酸钴、尿素和葡萄糖三种试剂制备出高性能的多孔片状钴/碳复合吸波材料。该吸波材料具有优异的吸波能力，且通过改变葡萄糖的含量可以调节复合材料的吸波性能。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种多孔片状钴/碳复合吸波材料，所述复合吸波材料为多孔片状结构，包括片状的基体，基体内部为多孔结构，基体为钴/碳复合物，孔径为10-200nm，孔内填充有碳层，孔隙率为5%-25%。

作为优选，所述碳的来源为葡萄糖。

作为优选，碳层为葡萄糖热处理碳化后得到。

作为优选，

一种上述的多孔片状钴/碳复合吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将钴盐和尿素按照1:2-3的质量比溶于水中，并将混合液置于反应釜中反应12h以上，反应温度为120-125℃，反应结束后，进行抽滤，得到红棕色钴前驱体；

该过程为水热反应，反应时间为12-16h，在反应中，钴盐和尿素生成了钴前驱体，钴前驱体是一种钴的络合物。尿素主要是在水热过程中热分解生产氢氧化铵和二氧化碳，与钴盐反应生成钴的络合物（即所谓的前驱体）。这里避免使用氯化铵类原料，氯化铵分解，由于氯离子的存在会抑制上述钴前驱体的生成。

（2）将上述得到的钴前驱体分散于浓度为0.14-0.42mol/L的葡萄糖溶液中，搅拌得到均匀的混合溶液；

在这里，固体状的钴前驱体采用葡萄糖溶液进行处理，使得钴前驱体的表面附着有葡萄糖。