[发明专利]MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合吸波材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合吸波材料及制备方法，方法包括：制备片状羰基铁；将所述片状羰基铁、聚乙烯吡咯烷酮、盐料加入甲醇和/或乙醇中以制备悬浊液A，所述盐料为Co盐和/或Zn盐；将二甲基咪唑溶于甲醇得到溶液B；在搅拌条件下将所述溶液B加入到所述悬浊液A中，以制备前躯体；在惰性气氛下，对所述前躯体进行煅烧处理，以得到MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合吸波材料。本发明将片状羰基铁与MOFs衍生的轻质多孔碳材料复合，降低复合材料的填充比例，并通过控制多孔碳包覆层的组分和性能实现复合材料电磁波吸收性能的调控，提高电磁波损耗能力，制备工艺简单，成本较低，适合大规模批量生产。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，涉及一种MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合吸波材料及制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的迅猛发展，日益强大的目标探测和跟踪能力使得武器系统受到严重的侦查威胁，电磁波辐射污染也成为人类健康的重要“杀手”，因此，开发性能优异的轻质、宽频电磁波吸收材料具有重要意义。

轻质是衡量吸波材料综合性能的重要指标。羰基铁具有较好的吸波性能，但其密度较大，填充比例较高，难以满足吸波涂层轻量化设计需求。将羰基铁与轻质碳材料复合，不仅可以有效降低复合材料的密度，而且能通过第二相材料的引入实现复合材料电磁参数的调控与优化，提高电磁波损耗能力。采用原位热解金属有机框架(Metal OrganicFrameworks，MOFs)法制备的轻质多孔碳材料不仅合成方法简便、形貌结构易控，还具有较高的表面积、可调的化学结构等优势，便于实现电磁性能的调控。文献“《ChemicalEngineering Journal》2017,326:945-955”在铁氧体表面包覆Fe基MOFs，通过控制热分解温度调控电磁参数，制得的铁氧体/Co/C复合材料具有良好的吸波性能，高密度铁氧体在复合材料中的比例也明显减小。文献“《ACS Applied MaterialsInterfaces》2018,10(34):28887-28897”将Fe基MOFs沉积在Fe₃O₄表面，通过调控热分解时的升温速率优化得到的Fe/Fe₃O₄复合材料吸波性能得到极大的改善。

目前，多孔碳材料包覆羰基铁的制备研究较少，特别是以双金属MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合材料的研究尚未见报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合吸波材料及制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

制备片状羰基铁；

将所述片状羰基铁、聚乙烯吡咯烷酮、盐料加入甲醇和/或乙醇中以制备悬浊液A，所述盐料为Co盐和/或Zn盐；

将二甲基咪唑溶于甲醇得到溶液B；

在搅拌条件下将所述溶液B加入到所述悬浊液A中，以制备前躯体；

在惰性气氛下，对所述前躯体进行煅烧处理，以得到MOFs衍生多孔碳包覆的片状羰基铁复合吸波材料。

在本发明的一个实施例中，制备片状羰基铁，包括：

选取球形羰基铁；

采用机械球磨法球磨所述球形羰基铁以制备片状羰基铁。

在本发明的一个实施例中，将所述片状羰基铁、聚乙烯吡咯烷酮、盐料加入甲醇和/或乙醇中以制备悬浊液A，包括：

将1～5g所述片状羰基铁、0.2～3g所述聚乙烯吡咯烷酮、2～15mmol盐料加入到40～200ml甲醇中，之后依次进行超声搅拌和机械搅拌以制备悬浊液A。