[发明专利]多壁碳纳米管/氧化物纳米杂化吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了多壁碳纳米管/氧化物纳米杂化吸波材料及其制备方法，其中制备的方法步骤如下：S1：多壁碳纳米管的炔基化；S2：纳米氧化物的叠氮化；S3：在氮气气氛中，将经炔基化修饰的多壁碳纳米管和叠氮化修饰的纳米氧化物加入到含有催化剂、配体及有机溶剂的混合体系中反应，反应结束后，过滤，用去离子水，丙酮洗涤，真空干燥即得。本发明的多壁碳纳米管/氧化物纳米杂化吸波材料，有效地克服了各组分的团聚和不均匀分散，制得的材料不仅稳定性好，密度低，且呈现吸波性能增强效应，具有较好的微波吸收性能，该材料制备采用点击化学的方法，操作简单易行，不需使用贵金属的催化，经济效益好，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及电磁复合材料技术领域，尤其涉及多壁碳纳米管/氧化物纳米杂化吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着军事隐身技术的发展以及局域网、电脑、移动电话等电子设备的广泛应用，微波吸波材料(简称吸波材料)的重要性与日俱增。吸波材料的研究无论在军事上还是民用上都有着不可估量的作用，因此越来越多的获得各国学者的高度重视。目前，已制备的微波吸收材料仍然存在吸收频带较窄，吸收强度较低，物理综合性能不理想，制备工艺复杂和界面相容性等问题。因此，研究开发新型吸收频带宽、吸波能力强、质量轻、厚度薄、物理机械性能好的材料仍将是微波隐身材料研究的重点。

碳纳米管具有耐热、耐腐蚀、传热和导电性能好、密度低等优点，并且由于高比表面积以及表面上的大量悬挂键，加上宏观量子隧道效应，使得碳纳米管成为良好的电磁波吸收材料。但是由于碳系吸收剂介电常数较大，所以在单独使用时，存在阻抗匹配特性较差、吸收带窄、性能弱等缺点。单损耗形式是导致碳纳米管能力较差的主要原因。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了多壁碳纳米管/氧化物纳米杂化吸波材料及其制备方法，该材料具有该材料两组分间以共价键相连，具有良好的界面相容性和稳定性，具有较好的微波吸收性能，密度低，该材料采用点击化学的方法制备，操作简单易行，不需使用贵金属的催化，经济效益好，适用于工业化生产，可广泛用于电磁吸收和电磁屏蔽等领域。

本发明提出的多壁碳纳米管/氧化物纳米杂化吸波材料，包括多壁碳纳米管和纳米氧化物。

优选地，所述纳米氧化物为纳米SiO₂、TiO₂、ZnO、SnO中的一种。

本发明提出的多壁碳纳米管/氧化物纳米杂化吸波材料制备的方法步骤如下：

S1：多壁碳纳米管的炔基化；

S2：纳米氧化物的叠氮化；

S3：在氮气气氛中，将经炔基化修饰的多壁碳纳米管和叠氮化修饰的纳米氧化物加入到含有催化剂、配体及有机溶剂的混合体系中反应，反应结束后，过滤，用去离子水，丙酮洗涤，真空干燥即得。

优选地，所述S1中多壁碳纳米管的炔基化的方法步骤如下：

S11：多壁碳纳米管的酸化：将多壁碳纳米管以及质量分数为65％的浓硝酸加入反应容器中，超声处理1-3h后立即放入油浴锅中，并加入磁力搅拌子，在60-70℃回流反应4-10h，反应完毕后抽滤，并用去离子水洗至中性，然后在70-90℃烘箱中干燥12-24h，得到酸化后的多壁碳纳米管；

S12：多壁碳纳米管的酰氯化：在反应容器中加入SOCl₂和所述S11中酸化后的多壁碳纳米管和SOCl₂，并加入磁力搅拌子，超声处理15-25min后放入油浴锅中，在60-80℃下回流反应12-24h，反应完毕后抽滤除去SOCl₂，即得到酰氯化的多壁碳纳米管；