[发明专利]一维双核壳结构的氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种一维双核壳结构的氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料及制备方法，采用静电纺丝法结合液相合成法进行材料制备，制备的产物具有良好的一核双壳结构一维形貌，壳层为镍酸镧和聚吡咯组成，芯层为氧化镍，壳层厚度为10‑100nm，壳层厚度可控，该材料具有优异的吸波性能，吸波频段宽等优点，本发明提供了一种吸波性能优异的复合材料及制备方法，该方法具有简单易行、成本低、方便快速、可规模化生产等优点。

技术领域

本发明涉及功能材料制备领域，具体涉及一种一维双核壳结构的氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料及制备方法。

背景技术

电磁波吸收材料在军用和民用领域有着广泛的应用，已经成为各国国防装备和民用防电磁辐射等领域的研究热点。吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其它形式的能量而耗散掉的一类材料。它的工作原理与材料的电磁特性有关。良好的吸波材料必须具备两个条件，一是雷达波射入到吸波材料内，其能量损耗尽可能大：二是吸波材料的阻抗与雷达波的阻抗相匹配，此时满足无反射。

铁氧体、金属微粉、钛酸钡、碳化硅、石墨、氧化物半导体材料、高分子导电聚合物等均为传统吸波材料，它们通常都存在吸收频带窄、密度大等缺点。为了解决宽频带吸收技术难点，现在通常采用两种或几种复合的方式来拓宽材料吸收频带。复合型吸波材料具有相当的优势，是未来吸波材料的发展方向之一。从电结构设计优化角度看，多组分吸波材料有利于多频带、宽频带，也有利于充分利用各种吸收材料的性能，达到最优的吸波效果。采用复合型吸波材料可以调整材料的电磁参数，改善匹配，并且能将电阻型损耗、介电损耗、磁损耗有效地结合来增强吸收效果，以及减轻吸收剂质量等。同时研究结果表明：一维纤维状吸波材料的吸波能力明显优于球状吸波材料，纤维状吸波材料不仅具有纤维形状特别的优点，而且具有复合损耗(磁损耗和介电损耗)能力，因而具有重量轻的优点。因此，这种吸收剂可在很宽的频带内实现高吸收率。

为了制备出宽吸收频带、吸波性能优异的材料，本专利提出将纳米吸波材料与聚合物复合，制备出一维形貌的复合纳米材料。利用两者优良性能及其协同效应制造出一维双核壳结构的氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料。

发明内容

本发明提出了一种一维双核壳结构的氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料及制备方法，采用静电纺丝法结合液相合成法进行材料制备，制备的产物具有良好的一核双壳结构一维形貌，壳层为镍酸镧和聚吡咯组成，芯层为氧化镍，壳层厚度为10-100nm，壳层厚度可控，该材料具有优异的吸波性能，吸波频段宽等优点，本发明提供了一种吸波性能优异的复合材料及制备方法，该方法具有简单易行、成本低、方便快速、可规模化生产等优点。

实现本发明的技术方案是：一种一维双核壳结构的氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料，吸波材料具有一核双壳结构一维形貌，壳层为镍酸镧和聚吡咯组成，芯层为氧化镍，芯层氧化镍直径为100-200 nm，壳层厚度为10-100 nm，复合材料的长度10-100 μm。

所述吸波材料采用静电纺丝法结合液相合成法制备。

所述的一维双核壳结构的氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料的制备方法，步骤如下：

（1）采用静电纺丝法制备氧化镍@镍酸镧纳米纤维；将氯化铁加入到酒精中，形成均匀溶液，将氧化镍@镍酸镧纳米纤维分散到均匀溶液中，经过干燥，得到表面具有氯化铁的氧化镍@镍酸镧纳米纤维；

（2）将步骤（1）得到的表面具有氯化铁的氧化镍@镍酸镧纳米纤维转移至盛有吡咯单体、水和酒精的烧杯中进行液相聚合，聚合后经离心、干燥得到氧化镍@镍酸镧@聚吡咯吸波材料。

所述步骤（1）中氯化铁、氧化镍@镍酸镧纳米纤维和酒精的质量比为1：（20-30）：（20:40）。

所述步骤（2）中吡咯单体、表面具有氯化铁的氧化镍@镍酸镧纳米纤维、水和酒精的质量比为1：（10-20）：（20-30）：（5-10）。