[发明专利]锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维及其制备方法与应用，采用表面活性剂将锌盐和铁盐均匀分散在溶剂中，然后进行静电纺丝，制得锌铁基纤维；将锌铁基纤维在空气中加热煅烧后，再在氢气中还原得到前驱体；将前驱体与钛源和乙醇混合，进行溶剂热反应，即得；其中，锌以氧化锌形式存在，铁以四氧化三铁形式存在。将该材料用于电磁波吸收时，具备良好的阻抗匹配和较强的损耗能力，在厚度较小的情况下具有较强的吸波性能。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维及其制备方法与应用，该复合材料可用作电磁波吸收材料。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

传统的磁性金属粉末吸波材料具有较高的饱和磁化强度和磁导率，磁损耗能力较高，但是其容易被氧化，且密度大，不利于设备的便携化；此外，磁性金属粉末的电导率较高，容易引起电磁波的反射，导致阻抗失配，会显著降低材料的吸波性能。此外，目前，单一组分的金属氧化物吸波材料，其损耗机制单一，难以同时实现强损耗和阻抗匹配。

发明内容

为了使吸波材料同时具备强损耗与良好的阻抗匹配，提供一种锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维及其制备方法与应用，将该材料用于电磁波吸收时，具备良好的阻抗匹配和较强的损耗能力，在厚度较小的情况下具有较强的吸波性能。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维的制备方法，包括如下步骤：

采用表面活性剂将锌盐和铁盐均匀分散在溶剂中，然后进行静电纺丝，制得锌铁基纤维；

将锌铁基纤维在空气中加热煅烧后，再在氢气中还原得到前驱体；

将前驱体与钛源和乙醇混合，进行溶剂热反应，即得；

其中，锌以氧化锌形式存在，铁以四氧化三铁形式存在。

第二方面，本发明提供了一种锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维，由所述制备方法制备而成，其中，锌以氧化锌形式存在，铁以四氧化三铁形式存在，氧化锌和四氧化三铁复合物以中空纤维形式存在，二氧化钛包覆于中空纤维表面。

第三方面，所述锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维在电磁波吸收方向的应用；

尤其在制备电磁波吸收器件中的应用。

第四方面，一种电磁波吸收器件，由所述锌铁复合氧化物包覆二氧化钛中空纤维制备而成。

上述本发明的一种或多种实施方式取得的有益效果如下：

1)该制备方法所制得的氧化锌与四氧化三铁复合包覆二氧化钛复合中空纤维，一方面，氧化锌为低损耗的透波材料，可以优化材料的阻抗匹配，使电磁波顺利进入材料内部而不发生反射；另一方面，由于二氧化钛为窄禁带半导体，具有半金属的特性，因此，二氧化钛的存在提高了材料的电导率，增强电导损耗，对入射的电磁波具有较强的损耗；第三方面，四氧化三铁具有一定的磁损耗能力，有利于对入射电磁波的损耗；第四方面，中空结构的存在不仅可以优化材料的阻抗匹配，而且可以使电磁波发生多重散射，增强了材料对电磁波的损耗；最后，氧化锌和四氧化三铁的协同作用进一步优化阻抗匹配，以及氧化锌、四氧化三铁和二氧化钛三元组分的协同作用增加了多重损耗和散射。

2)对比现有技术，本发明的氧化锌与四氧化三铁复合包覆二氧化钛复合中空纤维合成方法简易，仅需一次静电纺丝和一次煅烧和一次氢气还原和一次溶剂热反应即可得到最终产物，且所制备的氧化锌与四氧化三铁复合包覆二氧化钛中空纤维材料直径均匀，在溶剂反应热过程中没有其他副产物生成。