一种吸波剂及其制备方法技术

技术编号:21267085 阅读:28 留言:0更新日期:2019-06-06 04:14
本发明专利技术提供了一种吸波剂及其制备方法,该方法包括以下步骤:将氨水和乙醇胺混合,再加入铁盐,反应,得到混合液;以及在混合液中加入膨胀石墨,调节pH,在温度T下搅拌,清洗,烘干,得到由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。通过本发明专利技术的方法制备的吸波剂具有密度低、吸波频带宽、吸波性能好的优点,可应用于航空航天、电子通信、医疗器械等领域。

A microwave absorbent and its preparation method

The invention provides a microwave absorbent and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: mixing ammonia water with ethanolamine, adding iron salt, reacting to obtain a mixed liquid; and adding expanded graphite to the mixed liquid, adjusting pH, stirring, cleaning and drying at temperature T to obtain a microwave absorbent formed by encapsulating expanded graphite with hollow ferric oxide. The absorbent prepared by the method of the invention has the advantages of low density, wide absorption frequency bandwidth and good absorption performance, and can be applied in the fields of aerospace, electronic communication, medical devices, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种吸波剂及其制备方法
本专利技术涉及吸波材料,更具体地,涉及一种吸波剂及其制备方法。
技术介绍
随着电磁波在无线通信领域的广泛应用,诸如电磁干扰、信息泄露等问题亟待解决。军事领域中的电磁隐身技术与导弹的微波制导需要,使得微波吸收材料受到持续而广泛的关注。因此,迫切需要发展一种厚度薄、质量轻、频带宽、强吸收的吸波材料。目前,四氧化三铁因具有高的磁导率、低毒、低成本且容易获得等优势,被认为是最有可能成为在吉赫兹范围内使用的理想吸波材料。然而,传统的四氧化三铁由于吸波材料密度大、吸收率低、温度的稳定性差,且在微波段的磁导率和介电常数较小,因而单一的铁氧体材料无法同时吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。为了解决四氧化三铁密度大、吸波性能不好的问题,现有技术中出现了一种复合材料的制备方法,通过将碳纳米管在浓硝酸中回流处理,在其表面引入羰基、羟基、羧基等官能团,制备的纳米复合材料,在高密度磁记录材料、吸波材料、电磁屏蔽材料、医学等领域具有良好的应用前景,然而碳纳米管成本较高,制备工艺很复杂,并且其在基体中分布随机,可设计性差,所制得的吸波材料的吸波频带较窄。因此,急需研究一种密度小、吸波频带宽以及吸波能力强的吸波剂。
技术实现思路
为了解决以上问题,本专利技术通过在膨胀石墨表面包覆中空的四氧化三铁,一方面可以降低吸波剂密度,另一方面通过中空的微观结构可以发生多次反射和多次吸收,使其获得优异的吸波性能。此外,通过pH的调节和温度的处理可控制中空四氧化三铁的微观结构、形貌尺寸以及中空四氧化三铁颗粒对膨胀石墨的包覆的完整度,保证了制备的中空四氧化三铁包覆的膨胀石墨的微观结构和尺寸的稳定。本专利技术提供了一种制备吸波剂的方法,包括以下步骤:将氨水和乙醇胺混合,再加入铁盐,反应,得到混合液;以及在所述混合液中加入膨胀石墨,调节pH,在温度T下搅拌,清洗,烘干,得到由由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。在以上方法中,通过以下步骤制备所述膨胀石墨:将石墨与硫酸混合,再加入去离子水进行搅拌,水洗,过滤,烘干,保温,得到所述膨胀石墨。在以上方法中,所述调节pH将pH值调节为10.5-11.5。在以上方法中,所述温度T为90-120℃。在以上方法中,氨水、乙醇胺和所述铁盐的质量比为:5-8:10-20:200-300。在以上方法中,所述混合液和所述膨胀石墨的质量比为:40-50:10-20。在以上方法中,所述反应的温度为200-300℃,所述反应的时间为5-10h。在以上方法中,所述石墨、所述硫酸和所述去离子水的质量比为:30-70:5-10:80-120。在以上方法中,所述保温的温度为800-1000℃,所述保温的时间为5-10min。本专利技术还提供了一种根据以上方法制备的吸波剂。通过本专利技术制备的吸波剂具备成本低、制备工艺简单、吸收能力强、吸收频带宽和密度小等特点;此外,本专利技术的制备方法简单、操作方便、无污染,并且材料本身也是一种环境友好型清洁材料。具体实施方式下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本专利技术,但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术采用价格低、质量轻、介电性能好、强度高、耐磨性好、原料来源广泛、制备工艺简单、温度稳定性好的膨胀石墨,通过在膨胀石墨表面包覆高磁导率的中空四氧化三铁颗粒,形成具有核壳结构的吸波剂,不仅可以降低吸波剂的密度,还可以利用中空及核壳结构,增加电磁波在吸波剂内部的多次反射,从而增加吸波剂的反射损耗,提高吸波性能。在本专利技术中,通过在温度200-300℃下反应5-10h,促进了氨水、乙醇胺和可溶性铁盐的反应,保证了中空四氧化三铁颗粒的形成;通过pH的调节和温度的处理可控制中空四氧化三铁的微观结构、形貌尺寸以及中空四氧化三铁颗粒对膨胀石墨的包覆的完整度,保证了制备的中空四氧化三铁包覆的膨胀石墨的微观结构和尺寸的稳定;此外,在膨胀石墨的形成过程中,通过在800-1000℃下高温下保温5-10min膨化石墨,得到了疏松多孔的膨胀石墨。本专利技术提供了一种吸波剂及其制备方法,该方法包括以下步骤:将30-70份的石墨溶于5-10份浓硫酸(质量分数大于70%的浓硫酸)中,形成石墨的浓硫酸溶液;再将石墨的浓硫酸溶液加入到80-120份的去离子水中,随后在50-60℃的水浴锅中机械搅拌40-60min,之后进行3-5次水洗,用孔径为30-50μm的滤纸过滤、60-80℃烘干10-12h,随后将得到的石墨放入已升温至800-1000℃的马弗炉中保温5-10min,之后,冷却制备得到膨胀石墨;将5-8份的氨水和10-20份的乙醇胺,搅拌混合均匀,再加入200-300份的可溶性铁盐(氯化铁、硝酸铁和硫酸铁中的一种或多种),并搅拌混合均匀,之后在200-300℃的反应釜中反应5-10小时,得到混合液,将该混合液倒入反应容器烧杯中;在40-50份的混合液中加入10-20份的膨胀石墨,调节pH至10.5-11.5,在90-120℃的油浴锅中机械搅拌8-12h,将磁性物质吸附烧杯底部,用孔径为30-50μm的滤纸过滤,清除上清液,重新水洗3-5次,60-80℃烘干10-12h,得到由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。实施例1将50份的石墨溶于8份98%的浓硫酸中,形成石墨的浓硫酸溶液;再将石墨的浓硫酸溶液加入到90份的去离子水中,随后在55℃的水浴锅中机械搅拌50min,之后进行4次水洗,之后过滤、烘干,随后将得到的石墨放入已升温至900℃的马弗炉中保温8min,之后,冷却制备得到膨胀石墨;将6份的氨水和15份的乙醇胺,搅拌混合均匀,再加入220份的氯化铁,搅拌混合均匀,之后在220℃的反应釜中反应7小时,得到混合液,将该混合液倒入反应容器烧杯中;在45份的混合液中加入16份的膨胀石墨,调节pH至10.5-11.5,在100℃的油浴锅中机械搅拌10h,将磁性物质吸附烧杯底部,过滤,清除上清液,重新水洗4次,烘干,得到由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。实施例2将60份的石墨溶于9份98%的浓硫酸中,形成石墨的浓硫酸溶液;再将石墨的浓硫酸溶液加入到100份的去离子水中,随后在60℃的水浴锅中机械搅拌50min,之后进行3次水洗,过滤、烘干,随后将得到的石墨放入已升温至950℃的马弗炉中保温6min,之后,冷却制备得到膨胀石墨;将6份的氨水和12份的乙醇胺,搅拌混合均匀,再加入260份的硝酸铁,并搅拌混合均匀,之后在250℃的反应釜中反应8小时,得到混合液,将该混合液倒入反应容器烧杯中;在46份的混合液中加入18份的膨胀石墨,调节pH至10.5-11.5,在110℃的油浴锅中机械搅拌11h,将磁性物质吸附烧杯底部,过滤,清除上清液,重新水洗5次,烘干,得到由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。实施例3将30份的石墨溶于5份98%的浓硫酸中,形成石墨的浓硫酸溶液;再将石墨的浓硫酸溶液加入到80份的去离子水中,随后在50℃的水浴锅中机械搅拌60min,之后进行3次水洗,过滤、烘干,随后将得到的石墨放入已升温至800℃的马弗炉中保温10min,之后,冷却制备得到膨胀石墨;将5份的氨水和10份的乙醇胺,搅拌混合均匀,再加入200份的硫酸铁,并搅拌混合均匀,之后在200℃的反应釜中反应10小时,得到混合液,将该混合液倒入反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备吸波剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:将氨水和乙醇胺混合,再加入铁盐,反应,得到混合液;以及在所述混合液中加入膨胀石墨,调节pH,在温度T下搅拌,清洗,烘干,得到由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。

【技术特征摘要】
1.一种制备吸波剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:将氨水和乙醇胺混合,再加入铁盐,反应,得到混合液;以及在所述混合液中加入膨胀石墨,调节pH,在温度T下搅拌,清洗,烘干,得到由中空四氧化三铁包覆膨胀石墨所形成的吸波剂。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过以下步骤制备所述膨胀石墨:将石墨与硫酸混合,再加入去离子水进行搅拌,水洗,过滤,烘干,保温,得到所述膨胀石墨。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调节pH将pH值调节为10.5-11.5。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述温度T为90-120℃。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人
申请(专利权)人:洛阳尖端技术研究院洛阳尖端装备技术有限公司
类型:发明
国别省市:河南,41

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