[发明专利]一种宽频化三维树突状吸波材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种宽频化三维树突状吸波材料及其制备方法与应用，本发明制得的三维树突状吸波材料将具有树突状结构的Co基MOF作为前驱体，在氮气下分别经过不同温度的温度煅烧后，获得了三维树突状结构的Co/C复合材料，由于这种独特的结构和多重损耗机制，四个温度条件下都获得了7GHz的有效吸收带宽，并在550℃下煅烧后，厚度为2.5mm时获得了‑51.2dB的反射损耗，以及7.92GHz的超宽有效吸收带宽，因此，材料的结构设计和损耗机制的协同作用对于优化吸波材料的性能和拓宽有效吸收频宽具有重要意义。

技术领域

本发明涉及电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种宽频化三维树突状吸波材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着信息时代的蓬勃发展，以GHz电磁波为载体的5G通信技术为移动设备和工业设备带来了超高的信息传输效率，引发了智能通信和自动化行业的快速升级。但是，更高电磁能量的高频电磁波在5G技术中的广泛应用，也造成了电磁波污染的问题，电磁波污染不仅干扰精密仪器的正常运转，影响仪器设备的寿命，而且电磁辐射会降低人体的免疫力，甚至有可能引发癌症，因此，创造高效的电磁波吸收材料成为人们研究的热点，目前，很多材料都实现了高效的吸波性能，但是，寻求更宽的有效吸收带宽的吸波材料，成为了卡脖子的问题。因此，从科学的角度出发，开发具有宽频带电磁波吸收能力的吸波材料是目前亟待解决的问题，具有很高的研究和应用价值。一般来说，构造多层结构并且通过改变热处理温度改变介电常数有利于吸波性能的提升和拓宽有效吸收带宽。但是目前制备的多层结构的吸波材料，一方面合成步骤繁琐，并不环保也不高效。另一方面，最终获得的吸波效果并不优异，获得的有效吸收带宽也很小，不利于更好地应用于现实生活中。因此，寻求使用简单的方法获得高效且宽频化的吸波材料迫在眉睫。因此，三维树突状的吸波材料由于其制备方法简便和获得的超宽有效吸收带宽在吸波领域具有较好的前景。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术下吸波材料结构单一、合成方法繁琐和有效吸收带宽窄等问题，提供一种宽频化三维树突状吸波材料的制备及应用。本发明制备工艺简单、价格低廉，可实现规模化大批量生产，所制得的吸波材料具有优异的电磁波吸收强度和很宽的有效吸收带宽。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种宽频化三维树突状吸波材料，所述宽频化三维树突状吸波材料按如下方法制备：

(1)将8-羟基喹啉和尿素均匀混合于去离子水A中，得到溶液A；将六水合硝酸钴溶解于去离子水B中，得到溶液B；在搅拌状态下，向所述溶液A中加入(例如用注射器打入)所述溶液B，所得混合液于180-220℃(优选200℃)下进行水热反应24-48h(优选24h)，所得反应液经后处理，得到三维树突状结构的前驱体；所述8-羟基喹啉与尿素的物质的量之比为1：1-10(优选1：2)，所述8-羟基喹啉与去离子水A的质量比为1:200-500(优选1：360)，所述六水合硝酸钴与去离子水B的质量比为1:10-15(优选13.75)；所述溶液A与溶液B的体积比为1～10：1(优选9：1)；

上述去离子水A、去离子水B都是去离子水，此处用不同字母标识只是为了区分不同阶段加入的去离子水，方便描述。

(2)将步骤(1)所述三维树突状结构的前驱体放入管式炉中，氮气气氛下，以2℃/min-5℃/min(优选5℃/min)的速率升温至450-600℃(优选550℃)煅烧1-3小时(优选2小时)，再以5℃/min-10℃/min(优选10℃/min)的速率降至室温，得到所述宽频化三维树突状吸波材料。

煅烧是为了得到石墨化碳和磁性材料，得到介电\磁复合材料。

后处理的作用是去除杂质。

进一步，步骤(1)中所述溶液B可以采用注射器注入所述溶液A中。注射可以保证接触面积足够大，又保证快速加入，这样做出来的前驱体形貌均一性好。