[发明专利]一种钴镍合金@氮掺杂多孔碳复合微波吸收材料制备方法

说明书

本发明一种钴镍合金@氮掺杂多孔碳复合微波吸收材料制备方法采取预先合成中空CoNi合金，并通过沉淀聚合的方式，在合金表面生长一层COFs，得到的CoNi@COFs复合物晶体经热解，获得具有核壳结构的中空钴镍合金@氮掺杂多孔碳复合微波吸收材料。本发明方法能解决现有吸波材料制备过程复杂、条件严苛、材料密度偏大、易腐蚀及吸收带宽较窄的问题，制备的符合微波吸收材料密度小、稳定性好、吸收强度高、有效吸收带宽较宽，工艺简便，适合规模化生产。

技术领域

本发明一种钴镍合金@氮掺杂多孔碳复合微波吸收材料制备方法，具体属于微波吸收材料技术领域。

背景技术

无线通讯技术的进步极大的促进了人类社会的发展，同时也带来各种问题。由此产生的电磁波对人类健康和生物体均有害；此外电磁干扰也影响电子设备的正常运行，开发微波吸收材料是解决这一问题的有效途径。目前吸波材料正朝着涂层厚度薄、质量轻、吸收带宽、吸收强高的方向发展。磁性合金具有较高的饱和磁化强度和磁导率，磁损耗能力强，但是易氧化、密度高；碳基材料具备质量轻、稳定性好等优异的理化性质，且导电损耗较强，二者复合有望获得优异的吸波材料。“中空铁酸锌@二氧化锰@石墨烯分层核壳复合吸波材料及其制备方法”（CN107734950A）提供了一种方法制备核壳结构的吸波材料，利用多次水热法得到多层包覆的核壳结构材料，所制备的吸波剂厚度为3.1 mm时，最强反射损耗约为-50 dB，最大有效带宽约为3.5 GHz，该发明虽然有效增强了吸收强度，但其厚度较大、吸收带宽窄，不利于实际应用。

共价有机框架材料（COFs）是一类由轻质元素（C、O、N、B等）通过共价键连接的有机多孔晶态材料，得益于有机单体丰富的可设计性，晶体材料的有序性和规整性，以及共价键形式的多样性，COFs具有其他传统多孔材料如分子筛，多孔聚合物等无法比拟的优点，诸如低密度、高比表面积、易于修饰改性和功能化等。目前COFs材料在气体的储存与分离、非均相催化、储能材料、光电、传感以及药物递送等领域已经有了广泛的研究，并展现出优异的应用前景。

发明内容

本发明针对目前的吸波材料密度大、有效吸收带宽窄、厚度大、吸收强度差等问题，提出一种核壳结构的中空钴镍合金@氮掺杂多孔碳复合微波吸收材料的制备方法。

本发明一种钴镍合金@氮掺杂多孔碳复合微波吸收材料制备方法如下：

步骤1：制备中空CoNi合金

将2mmol钴盐、2mmol镍盐和1-2g聚乙烯吡咯烷酮加入36-48mL的乙二醇中，搅拌至溶解，逐滴加入6-8mL质量浓度为50%-80%的水合肼，继续搅拌10-30分钟后，在160-200℃下反应5-10小时，其后自然冷却至室温，再经磁性分离，得到的产物分别用水和乙醇洗涤各三次，再在60-80℃下真空干燥6-10小时，得到中空结构的CoNi合金；

步骤2：制备CoNi@COFs复合物晶体

将0.1-0.2g中空结构的CoNi合金、0.049g均苯三甲醛、0.083g联苯胺加入到50mL二甲基亚砜中，超声处理5分钟至分散均匀后，逐滴加入2-3mL乙酸，再静置5-20分钟，产物分别经磁性分离、甲醇洗涤三次，再经室温干燥，得到CoNi@COFs复合物晶体；

步骤3：制备钴镍合金@氮掺杂多孔碳复合微波吸收材料

将CoNi@COFs复合物晶体置于石英舟中，在N₂中500-700℃温度下热解1-3小时，升/降温速率为1-5℃/分钟，其后经冷却得到具有核壳结构的中空钴镍合金@氮掺杂多孔碳（CoNi@NC）复合微波吸收材料。

所述的钴盐为氯化钴、硫酸钴或乙酸钴。

所述的镍盐为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍或乙酸镍。