[发明专利]一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种二硫化钴‑聚噻吩吸波材料的制备方法，先将六水合硝酸钴和五水硫代硫酸钠加入到乙二醇和水的混合溶液中，搅拌溶解后转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，升温至170～180℃反应，结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后干燥，得到二硫化钴，将其与十二烷基硫酸钠、对甲苯磺酸加入到蒸馏水中，搅拌均匀后再加入3,4乙烯二氧噻吩单体，将混合溶液水浴加热，然后滴加六水合氯化铁溶液，反应结束后将产物洗涤，过滤，干燥，即得。该材料制备工艺简单易操作，原料成本较低，制备的吸波材料具有低频带吸收、宽频吸收和匹配厚度薄的特点，在电磁波吸收领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于吸波材料技术领域，具体涉及一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法。

背景技术

随着5G技术的迅速发展，人们使用各种电子设备的数量将会急剧增加。然而在人们享受科技产品所带来的方便的同时，也伴随着日益严重的电磁污染，电磁辐射会对人的身体健康产生有害的影响。而在军事领域，隐身战斗机作为当今世界攻击敌人目标的利器，电磁波隐身技术成为军事装备躲避侦察和攻击的关键解决方案。因此，为了解决日益加剧的电磁污染和发展电磁隐身技术，电磁波吸收材料的研发成为了新材料领域的热点。除此之外，各种电子元器件的电磁波频率一般在2-4GHz，因此急需开发具有低频带吸收能力的电磁吸波材料。

电磁波吸收材料又被称为吸波材料，是一种能够使入射电磁波的能量通过介质损耗转化为热能及其他形式的能量,或者通过干涉相消使电磁波损耗掉的电磁功能材料。当入射的电磁波到达吸波材料表面时，其去向通常分为三个方向:材料表面反射，材料内部吸收和透过。部分入射的电磁波会在吸波材料表面发生反射，未反射的部分则会进入到材料内部。入射到材料内部的电磁波由于吸波材料的介电损耗或磁损耗转化为热能损耗掉，或因干涉作用而被衰减掉。

二硫化钴作为一种过渡金属二硫化物，因具有独特的磁性、电化学和催化性能被广泛研究。它这些独特的性质也是它成为电磁波吸收材料的候选者。二硫化钴作为单独的吸波材料，良好的导电性使得具有一定的吸波能力，但是在材料整体密度、低频带吸收和反射损耗强度上存在不足。导电聚合物基的吸波材料由于其密度低以及可控的电导率而被广泛关注。目前，导电聚合物吸波材料主要有聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)和聚噻吩(PTh)。导电聚合物的导电性可以在绝缘体、半导体和导体之间广泛的变化，从而实现复合材料可控的导电率。除此之外，导电聚合物可控的形貌对于调控吸波材料的阻抗匹配吸收材料也有着很重要的作用。聚噻吩由于其高导电率、适中的带隙和出色的环境稳定性在半导体状态下表现出了良好的电磁波吸收性能。研究者们提出了在聚噻吩中掺杂介电和磁性成分的想法，将四氧化三钴、还原氧化石墨烯和聚噻吩混合制备了三元复合吸波材料，虽然在反射损耗强度上有所提升，但是在低频S波段并没有吸波性能。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，制备流程简单，易操控且生产成本低，制得的吸波材料具有质量轻、密度小、低频带吸收的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将六水合硝酸钴和五水硫代硫酸钠加入到乙二醇和水的混合溶液中，搅拌至完全溶解后，将混合溶液转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，升温至170～180℃，保温反应10～15h，反应结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后得到固体产物，干燥后得到二硫化钴；

(2)将十二烷基硫酸钠、对甲苯磺酸和二硫化钴加入到蒸馏水中，超声分散均匀后，再加入3,4乙烯二氧噻吩单体，得到混合溶液A；

(3)将混合溶液A放置于水浴锅中加热，然后将六水合氯化铁溶液滴加到混合溶液A中，搅拌反应，结束后，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤，得到固体产物，最后干燥，得到二硫化钴-聚噻吩吸波材料。