一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种活性碳纤维‑四氧化三铁复合材料及其制备方法，将黏胶毡置于磷酸溶液中浸渍预设时间，取出烘干后，置于充满惰性气体的马弗炉中进行第一次碳化，获得黏胶基活性碳纤维毡；将所述黏胶基活性碳纤维毡浸渍于恒温水浴锅的氯化铁溶液中；取出烘干后，再置于葡萄糖溶液中，取出后烘干，获得含铁活性碳纤维毡；将所述含铁活性碳纤维毡置于充满惰性气体的马弗炉中进行第二次碳化，获得活性碳纤维‑四氧化三铁复合材料。具有以下有益效果：第一，实验条件简单，所用原材料便宜；第二活性碳纤维成品率高；第三，原位还原的方法将四氧化三铁负载在活性碳纤维毡上，结合牢度较高，复合材料质量较轻，并具有宽频的吸波效果。

A kind of activated carbon fiber - iron oxide composite material and its preparation method

The invention provides an active carbon fiber reinforced iron oxide composite material and its preparation method. The adhesive felt is impregnated in a phosphoric acid solution for a preset time. After taking out and drying, it is placed in the muffle furnace filled with inert gas for the first carbonization, and the viscose based activated carbon fiber felt is obtained; the viscose based active carbon fiber felt is made. Impregnated in the ferric chloride solution of the constant temperature water bath, after being removed and dried, then placed in the glucose solution, the iron containing activated carbon fiber felt is obtained after being removed. The iron containing activated carbon fiber felt is placed in the muffle furnace filled with inert gas for second carbonation, and the active carbon fiber reinforced iron oxide composite material is obtained. The following beneficial results are as follows: first, the experimental conditions are simple, the raw materials are cheap, the second active carbon fiber is high in yield; third, the method of in situ reduction is loaded on the activated carbon fiber felt with high fastness, the quality of the composite is lighter, and it has a wide frequency absorption effect.

【技术实现步骤摘要】
一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料及其制备方法
本说明书涉及吸波材料领域，尤其涉及一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料及其制备方法。
技术介绍
由于局域网、雷达系统、移动电话等在GHz微波段应用的增多，电磁波作为传递媒质被大量应用，而电磁波产生的电磁污染严重破坏了生态环境，威胁人们的健康。随着科学技术的发展,吸波材料在民用和军事方面都有着极其广阔的应用，吸波材料的应用是防止电磁污染、实现雷达隐身、电磁兼容的有效手段，因此制备性能优越的吸波材料具有深远的意义。目前，吸波材料正朝着“薄、轻、宽、强”的方向发展，但单一组分的吸波材料无法同时满足这些要求。
技术实现思路
本说明书实施例提供一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料及其制备方法，制备出的复合型吸波材料可以克服当前吸波材料中单一组分的缺点。为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：本专利技术提供了一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法，用于控制多个终端设备，包括：将黏胶毡置于磷酸溶液中浸渍预设时间，取出烘干后，置于充满惰性气体的马弗炉中进行第一次碳化，获得黏胶基活性碳纤维毡；将所述黏胶基活性碳纤维毡浸渍于恒温水浴锅的氯化铁溶液中；取出烘干后，再置于葡萄糖溶液中，取出后烘干，获得含铁活性碳纤维毡；将所述含铁活性碳纤维毡置于充满惰性气体的马弗炉中进行第二次碳化，获得活性碳纤维-四氧化三铁复合材料。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述磷酸溶液的浓度为0.5-5mol/L。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述预设时间为1-12h。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述第一次碳化的碳化温度为500-750℃，升温速率为5-15℃/min，气氛为氮气或氩气，烧结时间为1-3h。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述恒温水浴锅的温度为40-70℃。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述恒温水浴锅的震荡速度为40-70r/min，时间为1-3h。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述氯化铁溶液为饱和氯化铁溶液。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述葡萄糖溶液与所述氯化铁溶液的摩尔比为1：1-1：5。优选的，在上述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法中，所述第二次碳化的碳化温度是700-850℃，升温速度为10-20℃/min，气氛为氮气或氩气，烧结时间1-2h。本专利技术还提供了一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料，所述活性碳纤维-四氧化三铁复合材料以上所述的方法制备而成。在本专利技术提供的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料及其制备方法中，将黏胶毡置于磷酸溶液中浸渍预设时间，取出烘干后，置于充满惰性气体的马弗炉中进行第一次碳化，获得黏胶基活性碳纤维毡；将所述黏胶基活性碳纤维毡浸渍于恒温水浴锅的氯化铁溶液中；取出烘干后，再置于葡萄糖溶液中，取出后烘干，获得含铁活性碳纤维毡；将所述含铁活性碳纤维毡置于充满惰性气体的马弗炉中进行第二次碳化，获得活性碳纤维-四氧化三铁复合材料。具有以下有益效果：第一，实验条件简单，所用原材料便宜；第二活性碳纤维成品率高；第三，原位还原的方法将四氧化三铁负载在活性碳纤维毡上，结合牢度较高，复合材料质量较轻，并具有宽频的吸波效果。附图说明为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例中活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法的流程图；图2为根据图1中方法制备的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的扫描电镜图谱。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。活性碳纤维属于碳系吸波材料，是一种电阻型吸波材料。它碳含量高，比表面积大，微孔丰富，孔径小且分布窄，满足质量轻、吸收强、成本低、易于设计等要求，在吸波材料领域具有广阔的前景。铁氧体吸波材料是研究较多也较成熟的吸波材料。铁氧体磁性吸波材料是一种复介质材料,对电磁波的吸收既有介电特性方面的极化效应又有磁损耗效应。具有吸收率高、涂层薄和频带宽等优点，被广泛应用于雷达吸波材料领域。制备活性碳纤维的技术已趋于成熟，铁氧体由于较大的磁损耗在吸波材料方面也有较大的优势，但单一的活性碳纤维吸波性能频带窄，而铁氧体材料密度大，限制了其应用。基于此，本专利技术提出了一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料及其制备方法。以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。本专利技术一实施例提供了一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料及其制备方法，如图1所示，图1为本专利技术一实施例中活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法的流程图。所述方法包括：将黏胶毡置于磷酸溶液中浸渍预设时间，取出烘干后，置于充满惰性气体的马弗炉中进行第一次碳化，获得黏胶基活性碳纤维毡，如图1中的步骤S101；将所述黏胶基活性碳纤维毡浸渍于恒温水浴锅的氯化铁溶液中；取出烘干后，再置于葡萄糖溶液中，取出后烘干，获得含铁活性碳纤维毡，如图1中的步骤S103；将所述含铁活性碳纤维毡置于充满惰性气体的马弗炉中进行第二次碳化，获得活性碳纤维-四氧化三铁复合材料，如图1中的步骤S105。步骤S101，将黏胶毡置于磷酸溶液中浸渍预设时间，取出烘干后，置于充满惰性气体的马弗炉中进行第一次碳化，获得黏胶基活性碳纤维毡。所述磷酸溶液的浓度为0.5-5mol/L，在所述磷酸溶液中浸渍的所述预设时间为1-12h。所述第一次碳化的碳化温度为500-750℃，升温速率为5-15℃/min，气氛为氮气或氩气，烧结时间为1-3h。步骤S103，将所述黏胶基活性碳纤维毡浸渍于恒温水浴锅的FeCl3溶液中；取出烘干后，再置于葡萄糖溶液中，取出后烘干，获得含铁活性碳纤维毡。所述恒温水浴锅的温度为40-70℃，所述恒温水浴锅的震荡速度为40-70r/min，时间为1-3h，且所述氯化铁溶液为饱和氯化铁溶液，所述葡萄糖溶液与所述氯化铁溶液的摩尔比为1：1-1：5。使得使Fe3+充分负载在活性碳纤维毡上。步骤S105，将所述含铁活性碳纤维毡置于充满惰性气体的马弗炉中进行第二次碳化，获得活性碳纤维-四氧化三铁复合材料。具体的，所述第二次碳化的碳化温度是700-850℃，升温速度为10-20℃/min，气氛为氮气或氩气，烧结时间1-2h。使得Fe3+在葡萄糖的作用下，被原位还原，最终生成四氧化三铁，得到活性碳纤维/四氧化三铁复合材料。本专利技术实施例还提供了一种根据以上方法制备的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料，具体的，根据以上方法制备的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的扫码电镜图谱如图2所示。接下来，分别以三个具体的实施例进行说明。实施例1首本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活性碳纤维‑四氧化三铁复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将黏胶毡置于磷酸溶液中浸渍预设时间，取出烘干后，置于充满惰性气体的马弗炉中进行第一次碳化，获得黏胶基活性碳纤维毡；将所述黏胶基活性碳纤维毡浸渍于恒温水浴锅的氯化铁溶液中；取出烘干后，再置于葡萄糖溶液中，取出后烘干，获得含铁活性碳纤维毡；将所述含铁活性碳纤维毡置于充满惰性气体的马弗炉中进行第二次碳化，获得活性碳纤维‑四氧化三铁复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将黏胶毡置于磷酸溶液中浸渍预设时间，取出烘干后，置于充满惰性气体的马弗炉中进行第一次碳化，获得黏胶基活性碳纤维毡；将所述黏胶基活性碳纤维毡浸渍于恒温水浴锅的氯化铁溶液中；取出烘干后，再置于葡萄糖溶液中，取出后烘干，获得含铁活性碳纤维毡；将所述含铁活性碳纤维毡置于充满惰性气体的马弗炉中进行第二次碳化，获得活性碳纤维-四氧化三铁复合材料。2.根据权利要求1所述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸溶液的浓度为0.5-5mol/L。3.根据权利要求1所述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法，其特征在于，所述预设时间为1-12h。4.根据权利要求1所述的活性碳纤维-四氧化三铁复合材料的制备方法，其特征在于，所述第一次碳化的碳化温度为500-750℃，升温速率为5-15℃/min，气氛为氮气或氩气，烧结时间为1-3h。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙启龙，孙雷，季涛，高强，姚理荣，徐思峻，叶伟，王飞艳，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32