[发明专利]一种四氧化三钴/碳布柔性吸波材料及其制备方法

说明书

本发明属于柔性吸波材料技术领域，公开了一种四氧化三钴/碳布柔性吸波材料及其制备方法，该柔性吸波材料由碳布基表面负载四氧化三钴阵列组成仿毛毯状结构。本发明采用酸化预处理的碳布为柔性基底，通过常温静置反应和退火处理两步制得四氧化三钴/碳布柔性吸波材料，工艺简单，形貌独特，采用二甲基咪唑作为有机配体，去离子水为溶剂，获得了在碳布表面均匀负载的四氧化三钴阵列，组成了仿毛毯状柔性吸波材料，柔性吸波材料合成方法简单、微观形貌可控，能够满足柔性应用的要求；本发明制备的四氧化三钴/碳布柔性吸波材料在满足柔性应用的同时，兼具优异的吸波性能，可同时满足厚度薄、吸收强、频带宽等要求。

技术领域

本发明属于柔性吸波材料技术领域，具体涉及一种四氧化三钴/碳布柔性吸波材料及其制备方法。

背景技术

基底型柔性吸波材料受到了学者的广泛关注，其是由兼具柔性与电磁波吸收性能的材料作为基底，通过在基底表面负载不同形貌结构的吸波剂以优化其电磁波吸收性能。由碳纤维编织而成的碳布具有良好的柔性自支撑结构、高导电性、良好的结构韧性、质轻、化学和热稳定性好被广泛应用在不同领域。不幸的是，碳布的高导电性限制了其在微波吸收领域的应用，通过降低碳布对入射波的反射，也即使其阻抗匹配或许是研究的重点。

可以通过设计特殊的形貌结构来实现阻抗匹配。金属有机框架材料由于生长简单，形貌可控，被认为是构建具有特殊形态结构的金属/碳或金属氧化物/碳复合材料的强有力的模板或前体，已经广泛被应用为柔性吸波材料的前驱体。可以认为利用金属有机框架的特殊形貌能，在碳布表面负载金属有机框架，能够获得阻抗匹配良好、吸波性能优异的柔性吸波材料。

另外，随着智能和可穿戴电子产品的迅速兴起，潜在的电磁干扰不仅破坏了设备的可靠性，而且威胁着人类健康和信息安全。这就对吸波材料提出了更高的要求，开发柔性吸波材料以衰减微波能量，从而降低有害电磁波，对于下一代电子设备的持续发展至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四氧化三钴/碳布柔性吸波材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种四氧化三钴/碳布柔性吸波材料，该柔性吸波材料由碳布基表面负载四氧化三钴阵列组成仿毛毯状结构。

本发明提出一种四氧化三钴/碳布柔性吸波材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将稀硝酸和稀硫酸的按照一定体积比混合，剧烈搅拌30min后，加入碳布，进行酸化处理；

S2、取出酸化处理完毕的碳布，用去离子水洗涤至中性，放入真空干燥箱中，在40℃干燥12h，获得预处理碳布；

S3、将钴盐加入40mL去离子水中进行搅拌超声处理，处理结束后取出，获得溶液A；

S4、将二甲基咪唑加入40mL去离子水中进行搅拌超声处理，处理结束后取出，获得溶液B；

S5、充分搅拌所述溶液B，将所述溶液A中加入至所述溶液B中进行混合搅拌处理，搅拌结束后取出，获得溶液C；

S6、将预处理碳布浸入所述溶液C中，常温静置反应，反应结束后取出反应产物；

S7、将所述产物进行干燥处理至恒重，取出，得到钴-金属有机框架/碳布；

S8、将所述钴-金属有机框架/碳布在空气气氛下进行退火处理，取出，得到仿毛毯状四氧化三钴/碳布柔性吸波材料。

进一步的，在S1中所述的稀硝酸与稀硫酸的体积比为1：n，n的取值范围为1～5。

进一步的，在S1中所述碳布的面积：S≤25cm²。

进一步的，在S1中所述酸化处理的时间为1～5h。