[发明专利]一种Co/C复合电磁吸波剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Co/C复合电磁吸波剂，所述复合电磁吸波剂由碳纳米管以及附着在碳纳米管内表面或外表面的钴纳米颗粒组成；所述碳纳米管形成三维连通网络结构。本发明还公开了上述Co/C复合电磁吸波剂的制备方法。本发明Co/C复合电磁吸波剂具有三维连通网络结构，三维连通网络结构为电子的传输和跳跃提供了有效途径，在增强材料导电性的同时还增强了材料的介电损耗；高温煅烧生成的金属钴引入了磁损耗机制，另外复合材料中Co和C共同存在还有利于增强界面极化效应，多重方式协同增效加快电磁波的衰减，因此本发明Co/C复合电磁吸波材料在低厚度下，也具有强的反射损耗和宽的有效吸收频带。

技术领域

本发明涉及一种Co/C复合电磁吸波剂，还涉及上述Co/C复合电磁吸波剂的制备方法，属于吸波材料技术领域。

背景技术

随着科技的发展和电子设备的广泛应用，电磁污染作为一种新型污染源对人类的身体和电子产品的正常工作带来了较严重的干扰问题。制备轻质高效的吸波材料已成为防护和消弱电磁波的有效途径。在军事领域，随着电磁波隐身技术的发展，电磁波吸收材料能够避免和减少雷达和红外波的探测、定位和跟踪，已经成为各国军事隐身领域的研究热点。由此可见，电磁波吸收材料在民用领域和军用领域都具有重要的应用意义。目前已经有大量关于电磁波吸收材料的报道，其中碳基材料凭借其密度小，导电性好，以及低成本等优点成功地引起了广大研究工作者的关注。

近年研究发现，具有一维管状结构的碳纳米管可以成为优异的轻质吸波材料。在交变电磁场中，由感应电流引起的界面极化和电子极化可以导致电磁波衰减。例如，北京理工大学曹茂盛教授课题组利用简单的共沉淀方法合成了Fe₃O₄-MWCNTs复合材料。当填充度为20wt％时，在4.1GHz和12.8GHz处最大的反射损耗可以达-23.0dB和-52.8dB。(Chen,Y.；Huang,Z.；Lu,M.；Cao,W.；Yuan,J.；Zhang,D.；Cao,M.3D Fe₃O₄nanocrystals decoratingcarbon nanotubes to tune electromagnetic properties and enhance microwaveabsorption capacity.J.Mater.Chem.A 2015,3,12621-12625.)北京航空航天大学刘晓芳教授课题组合成了ZIF-67/MWCNTs前驱体，并将其在惰性气氛下煅烧，制备了Co-C/MWCNTs复合材料。最强的反射损耗可达-47.5dB。(Yin,Y.；Liu,X.；Wei,X.；Li,Y.；Nie,X.；Yu,R.；Shui,J.Magnetically Aligned Co–C/MWCNTs Composite Derived from MWCNT-Interconnected Zeolitic Imidazolate Frameworks for a Lightweight and HighlyEfficient Electromagnetic Wave Absorber.ACS Appl.Mater.Interfaces 2017,9,30850-30861.)然而现有技术依然存在这诸多不足:1.制备工艺复杂，实验过程中CNTs需要经过复杂的功能化过程。2.成本较高，产率低，不适宜大规模工业化生产。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种Co/C复合电磁吸波剂，该复合电磁吸波剂具有三维连通网络结构。

本发明还要解决的技术问题是提供上述Co/C复合电磁吸波剂的制备方法，该制备方法能够制备出具有三维连通网络结构的碳基复合电磁吸波材料，且制备工艺简单、成本低，能够适用于工业化大规模生产。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种Co/C复合电磁吸波剂，所述复合电磁吸波剂由碳纳米管以及附着在碳纳米管内表面或外表面的钴纳米颗粒组成；所述碳纳米管形成三维连通网络结构。