[发明专利]一种宽频双层电磁波吸收材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种宽频双层电磁波吸收材料及制备方法，选择OMC为吸波层，石墨烯/Ag@聚苯胺为匹配层设计的双层吸波体，在总厚度为1.3mm时，其有效吸波带宽可被扩展到5.84GHz；总厚度为1.7mm时，RL值可达到‑57.98dB。本发明有效扩展了材料的有效吸波带宽，增强了对入射电磁波的吸收，从而实现有效抵抗入射电磁波的效果。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种宽频双层电磁波吸收材料及制备方法。

背景技术

石墨烯因其二维微观结构体现出独特的电学性能，是潜在的电磁波吸收材料。但因电、磁性能不均衡，其吸波性能不理想。将其与金属及导电聚合物聚苯胺复合是常用的改性手段。采用光照诱导原位插层聚合法制备石墨烯/Ag@聚苯胺方法与传统制备方法相比更简单、绿色、高效，但其吸波性能不佳。理论上，将其设计成为双层结构可增强电磁波吸收效果。例如，文献[1]中以其为匹配层，石墨为吸收层，设计出双层吸波体，反射损耗值(Reflection Loss,RL)可达-47.6 dB,有效吸波带宽(RL-10dB对应的电磁波频段)理论值可达到3GHz。但实现其实际应用还需要进一步扩展有效吸波带宽，增强对入射电磁波的吸收效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种宽频双层电磁波吸收材料及制备方法。

本发明采用的技术方案为：

一种宽频双层电磁波吸收材料，所述电磁波吸收材料由匹配层和吸波层复合而成，所述匹配层为碳材料/Ag@聚苯胺复合材料，所述吸波层为有序介孔碳材料。

优选的，所述碳材料/Ag@聚苯胺复合材料的厚度为0.5-1.0mm，所述有序介孔碳材料的厚度为0.5-1.0mm。

优选的，所述碳材料/Ag@聚苯胺复合材料的厚度为0.89mm，所述有序介孔碳材料的厚度为0.81mm。

优选的，所述碳材料/Ag@聚苯胺复合材料的厚度为0.5mm，所述有序介孔碳材料的厚度为0.8mm。

优选的，所述碳材料为石墨粉或石墨烯。

一种宽频双层电磁波吸收材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备匹配层材料

1.8ml苯胺加入20ml去离子水中，并使用1.0M HNO₃将溶液 pH值调节至4，0.24g石墨加入到上述溶液中并采用超声波持续处理2h，随后，将0.715g AgNO₃溶解到10ml去离子水中并将其滴加至反应液中，持续搅拌，将混合物置于阳光下反应8h，收集得到的产物用去离子水洗涤5次至废液pH为7，并在80℃的真空下干燥10 小时；

步骤2：制备吸波层材料

将1g SBA-15模板、1.25g蔗糖及0.14g H₂SO₄溶解于5g水中持续搅拌2h，混合物依次经80℃及160℃分别热处理6小时，将生成的产物再次加入到5g水中并添加0.8g蔗糖以及0.09gH₂SO₄，随后重复以上热处理过程，最后将产物置于N₂保护下于900℃下碳化4h，将上述产物置于2M氢氧化钠溶液中超声处理2h去除SBA-15模板后于80℃，处理10h，得到有序介孔碳；

步骤3：制备双层吸波材料

将制备的匹配层和吸波层电磁参数导入matlab中，根据入射电磁波频率对匹配层与吸收层最优厚度进行模拟计算，最后根据模拟结果，将吸波层与匹配层依次涂覆于基底形成双层吸波体。

本发明的有益效果：