[发明专利]用于电磁屏蔽的氮杂碳/纳米金属线复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种用于电磁屏蔽的有槽层状氮杂碳/纳米金属线复合材料及其制备方法，该复合材料由生物质直接热解碳化后作为基底与纳米金属线的前驱液通过溶剂热方法制备得到，属于杂原子碳、金属复合材料生产技术领域。本发明直接热解碳化的含杂原子的碳材料作为基底，以预先制备的纳米金属线的分散液作为晶种液，滴加在碳材料上烘干后再次投入到金属线制备的前驱液中经过二次溶剂热生长，获得一种用于电磁屏蔽的纳米金属线缠绕的氮杂碳/纳米金属线复合材料。

技术领域

本发明涉及一种用于电磁屏蔽的有槽层状氮杂碳/纳米金属线复合材料及其制备方法，该复合材料由生物质直接热解碳化后作为基底与纳米金属线的前驱液溶剂热方法制备得到，属于杂原子碳、金属复合材料生产技术领域。

背景技术

随着科技的进步和生活水平的提高，电子计算机、家用电器、通讯设备、医疗设备、高压输电网等的广泛应用，带来便利的同时也带来了电磁辐射的污染，使电磁技术成了一柄双刃剑。电磁屏蔽材料的研究对于人们的健康和国家的安全具有现实意义。电磁屏蔽常用的导体包括银系、铜系、镍系金属、以及铝、铅及不锈钢等金属，以及新型的电磁屏蔽碳系复合材料，例如、炭黑、碳纤维、碳纳米管，由于具有良好的导电性，而在屏蔽领域有应用价值。在以往的研究中金属的复合材料往往是将金属拉成宏观的金属纤维，与服用纤维混纺或蒸镀，由于材料的性质差别大，在应用上受限。由于碳材料轻质、低密度、机械性能、耐热和耐腐蚀以及以及低成本的特点，碳材料和金属材料的复合材料成为电磁屏蔽材料的研究方向。

生物质是一种可再生绿色清洁资源，被研究学者们经常用来开展新型复合材料，在电磁屏蔽应用方面的研究中，利用生物质这种碳材料结合金属材料制备复合材料的并不多见，CN108659470A的专利文献公开一种环氧树脂基多孔电磁屏蔽复合材料的制备方法，以秸秆为模板，负载二氧化钛前驱体，再经高温烧结，在480～550℃的热解温度下制备生物质炭/二氧化钛复合填料，使得复合填料在树脂基体中均匀分散，制备的复合电磁屏蔽材料能够形成较为规则而且均匀的孔结构，复合材料的界面结合力更好，生物质炭/二氧化钛复合填料与碳纳米管复配，可以形成生物质炭-二氧化钛-碳纳米管导电网状结构，但工艺复杂，原料繁多。而CN102395258A的专利文献公开一种电磁屏蔽用多孔结构复合材料的制备方法，采用生物质材料与颗粒状造孔剂混压固化成型，在无氧条件下高温造孔并烧成处理，即得到电磁屏蔽复合材料，过程中需要造孔剂的作用，也没有用到金属材料。CN1484486A公开一种电磁屏蔽复合材料的制备方法，其特点是将木质材料催化碳化并表面涂敷树脂涂层制备具有高吸收低反射能力的电磁屏蔽材料，由于需要浸渍磁性金属盐和后续树脂涂敷处理，操作较为繁琐。

本发明旨在利用经过直接热解碳化的含杂原子的蚕丝基氮杂碳材料作为基底，以预先制备的纳米金属线的分散液作为晶种，通过二次生长制得槽状氮杂碳/纳米金属线复合材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种电磁屏蔽的有槽层状氮杂碳/纳米金属线复合材料制备方法，该方法工艺简单，结合紧密。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于电磁屏蔽的有槽层状氮杂碳/纳米金属线复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将生物质材料蛋白质纤维常温超声水洗、烘干，进行预处理；

(2)将预处理生物质材料置于反应舟并放置在管式炉中，然后以惰性气体对炉腔进行吹扫；

(3)在惰性气体保护下，将炉温从室温缓慢升温到活化温度进行活化，得氮杂碳材料；

(4)将步骤(3)中获得的氮杂碳材料冷却至室温，经常温水洗至中性后干燥；

(5)将含纳米银线的分散液作为晶种溶液滴加至步骤(4)处理后的氮杂碳材料中，经烘干待用，得到银纳米线晶种-氮杂碳材料；