[发明专利]一种吸波剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种吸波剂及其制备方法，该方法包括以下步骤：将氨水和乙醇胺混合，再加入铁盐，反应，得到混合液；以及在混合液中加入膨胀石墨，调节pH，在温度T下搅拌，清洗，烘干，得到由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。通过本发明的方法制备的吸波剂具有密度低、吸波频带宽、吸波性能好的优点，可应用于航空航天、电子通信、医疗器械等领域。

技术领域

本发明涉及吸波材料，更具体地，涉及一种吸波剂及其制备方法。

背景技术

随着电磁波在无线通信领域的广泛应用，诸如电磁干扰、信息泄露等问题亟待解决。军事领域中的电磁隐身技术与导弹的微波制导需要，使得微波吸收材料受到持续而广泛的关注。因此，迫切需要发展一种厚度薄、质量轻、频带宽、强吸收的吸波材料。

目前，四氧化三铁因具有高的磁导率、低毒、低成本且容易获得等优势，被认为是最有可能成为在吉赫兹范围内使用的理想吸波材料。然而，传统的四氧化三铁由于吸波材料密度大、吸收率低、温度的稳定性差，且在微波段的磁导率和介电常数较小，因而单一的铁氧体材料无法同时吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。

为了解决四氧化三铁密度大、吸波性能不好的问题，现有技术中出现了一种复合材料的制备方法，通过将碳纳米管在浓硝酸中回流处理，在其表面引入羰基、羟基、羧基等官能团，制备的纳米复合材料，在高密度磁记录材料、吸波材料、电磁屏蔽材料、医学等领域具有良好的应用前景，然而碳纳米管成本较高，制备工艺很复杂，并且其在基体中分布随机，可设计性差，所制得的吸波材料的吸波频带较窄。因此，急需研究一种密度小、吸波频带宽以及吸波能力强的吸波剂。

发明内容

为了解决以上问题，本发明通过在膨胀石墨表面包覆中空的四氧化三铁，一方面可以降低吸波剂密度，另一方面通过中空的微观结构可以发生多次反射和多次吸收，使其获得优异的吸波性能。

此外，通过pH的调节和温度的处理可控制中空四氧化三铁的微观结构、形貌尺寸以及中空四氧化三铁颗粒对膨胀石墨的包覆的完整度，保证了制备的中空四氧化三铁包覆的膨胀石墨的微观结构和尺寸的稳定。

本发明提供了一种制备吸波剂的方法，包括以下步骤：将氨水和乙醇胺混合，再加入铁盐，反应，得到混合液；以及在所述混合液中加入膨胀石墨，调节pH，在温度T下搅拌，清洗，烘干，得到由由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。

在以上方法中，通过以下步骤制备所述膨胀石墨：将石墨与硫酸混合，再加入去离子水进行搅拌，水洗，过滤，烘干，保温，得到所述膨胀石墨。

在以上方法中，所述调节pH将pH值调节为10.5-11.5。

在以上方法中，所述温度T为90-120℃。

在以上方法中，氨水、乙醇胺和所述铁盐的质量比为：5-8:10-20:200-300。

在以上方法中，所述混合液和所述膨胀石墨的质量比为：40-50:10-20。

在以上方法中，所述反应的温度为200-300℃，所述反应的时间为5-10h。

在以上方法中，所述石墨、所述硫酸和所述去离子水的质量比为：30-70:5-10:80-120。

在以上方法中，所述保温的温度为800-1000℃，所述保温的时间为5-10min。

本发明还提供了一种根据以上方法制备的吸波剂。

通过本发明制备的吸波剂具备成本低、制备工艺简单、吸收能力强、吸收频带宽和密度小等特点；此外，本发明的制备方法简单、操作方便、无污染，并且材料本身也是一种环境友好型清洁材料。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。