铁基复合吸波材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及电磁波吸收材料技术领域，特别是关于一种铁基复合吸波材料的制备方法，包括：S101：制备掺杂有铁卟啉的多孔基质材料；S102：制备含有锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的混合溶液；S103：使混合溶液充分浸润入多孔基质材料；S104：通过电泳装置，使得所述混合溶液在多孔基质材料中发生电泳；S105：干燥所述多孔基质材料，得到铁基复合吸波材料。通过将锌掺杂碳量子点和磁化零价铁复合入掺杂有铁卟啉的多孔基质材料中，通过电泳实现增效成分的浓度梯度分布，制备得到铁基复合吸波材料，材料中具有多种复杂界面及浓度梯度使其具有优异的吸波性能。异的吸波性能。异的吸波性能。

【技术实现步骤摘要】
铁基复合吸波材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁波吸收材料
，特别是关于一种铁基复合吸波材料的制备方法。

技术介绍

[0002]电磁辐射危害人体的机理主要包括下述三个部分：热效应，指人体属于导体的一种，当人体受到无线电流和微波辐射后则会产生电流，从而发热，太阳所发出的红外线和可见光是人体通常所处环境中最强的电磁辐射源，红外线和可见光可以在人体的表层引起发热；非热效应，人体器官组织均存在微弱的电磁场，通常情况下它们是稳定有序的，外界某些频率电磁波的干扰则可能打破该电磁场的平衡状态，并对人体机能产生不良影响；累积效应，通常可接触的最强电磁辐射源太阳除向外辐射红外线和可见光外，还会辐射大量的能量较高的紫外线，适当波长适当强度的紫外线对人体是有益的，可使皮肤产生许多活性物质，起到健康保健的作用，然而过强、过量的紫外线则会灼伤皮肤，还有可能诱发皮肤癌。
[0003]而X射线、伽马射线则属于高能电磁辐射，他们能够直接破坏人体内分子的结构，包括蛋白质、DNA等的结构，从而可引起人体发生严重的病变，甚至会诱发各种癌症。高能电磁辐射对人体的伤害尚未自我修复而再次受到辐射以及长期、间断或不间断的收到高能电磁辐射均可能诱发较严重的变病，应当引起足够的警惕。
[0004]为了避免诸多电磁辐射对人体健康的影响，能弱化电磁辐射的吸波材料在人体防护方面有着重要的作用，现有技术有授权公告号CN105907367B的中国专利技术专利，公开了一种吸波材料制备方法及形成的吸波材料，其制备方法包括：制备具有电磁波吸收特性的纳米粒子胶体溶液；将多孔基质材料放入所述纳米粒子胶体溶液中，使所述纳米粒子胶体溶液充分进入所述多孔基质中；通过采用电泳装置，使得所述多孔基质材料中的所述纳米粒子胶体溶液发生电泳；将所述多孔基质材料进行干燥处理，得到吸波材料；该专利技术能够提高吸波材料吸收电磁波的特性。然而该专利技术方法并未公开其制备得到的吸波材料对何频段的电磁辐射具有吸收特性，其应用受限。
[0005]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]针对
技术介绍
中提及的至少一种技术问题，本申请提供一种铁基复合吸波材料的制备方法，具体是通过将锌掺杂碳量子点和磁化零价铁复合入掺杂有铁卟啉的多孔基质材料中，通过电泳实现增效成分的浓度梯度分布，制备得到铁基复合吸波材料，材料中具有多种复杂界面及浓度梯度使其具有优异的吸波性能。
[0008](二)技术方案
[0009]为解决上述技术问题或未实现上述技术目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0010]铁基复合吸波材料的制备方法，具体包括下述步骤：
[0011]S101：制备掺杂有铁卟啉的多孔基质材料；
[0012]S102：制备含有锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的混合溶液；
[0013]S103：使混合溶液充分浸润入多孔基质材料；
[0014]S104：通过电泳装置，使得所述混合溶液在多孔基质材料中发生电泳；
[0015]S105：干燥所述多孔基质材料，得到铁基复合吸波材料。
[0016]在一些优选实施方案中，所述铁基复合吸波材料的制备方法中还具有下述限制因素：
[0017]-S101中，多孔基质材料是二氧化硅气凝胶；
[0018]-S102中，混合溶液中锌掺杂碳量子点和磁化零价铁具有1:3.5～10、优选1:4～8、更优选1:5～6、最优选1:6的重量比；
[0019]-S102中，制备含有锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的混合溶液时，以无水乙醇、乙酸乙酯混合溶剂溶解锌掺杂碳量子点和磁化零价铁；
[0020]-S102中，无水乙醇、乙酸乙酯混合溶剂中无水乙醇、乙酸乙酯的体积比是5:5～9:1；
[0021]-S102中，制备含有锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的混合溶液时，锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的总含量不高于10g/L；
[0022]-S103中，按照体积比1:3～10将多孔基质材料置于混合溶液中充分浸润至少4h；
[0023]-S104中，电泳包括：
[0024]将吸收了混合溶液的多孔基质材料置于石墨电极间并施加10～30V的电压，电泳10～60min；
[0025]-S105中，干燥意指在45～80℃温度下干燥至恒重。
[0026]本专利技术通过以掺杂有铁卟啉的多孔基质材料作为基体、以锌掺杂碳量子点和磁化零价铁作为增强组分经吸附浸润制备得到铁基复合吸波材料，最后通过电泳装置使得锌掺杂碳量子点和磁化零价铁在多孔基质材料中发生电泳，实现锌掺杂碳量子点和磁化零价铁在多孔基质材料中的浓度梯度分布，形成含有铁卟啉-锌掺杂碳量子点-磁化零价铁的三元铁基复合吸波材料，大大提高了复合材料的电磁吸收性能。
[0027]在一些优选实施方案中，所述制备掺杂有铁卟啉的多孔基质材料具体包括下述步骤：
[0028]1)搅拌下，甲基三乙氧基硅烷加入至大量的60～85vol％乙醇溶液中，再加入甲基三乙氧基硅烷2～5倍体积的10～20％盐酸，持续搅拌至少1h，升温至40～60℃恒温搅拌至少24h；
[0029]2)步骤1)混合溶液中加入甲基三乙氧基硅烷体积10～50％的氨水，搅拌15～30min后加入甲基三乙氧基硅烷重量5～10％的铁卟啉，然后再搅拌15～30min，静置0.5～1h，置于40～60℃恒温使凝胶形成；
[0030]3)凝胶形成后加入体积比为1:4的乙醇/正硅酸乙酯混合液，室温老化至少24h，干燥即得掺杂有铁卟啉的多孔基质材料。
[0031]在另一些优选实施方案中，制备掺杂有铁卟啉的多孔基质材料的方法具有下述限
制因素：
[0032]-步骤1)中，持续搅拌的搅拌速率是120～600r/min；
[0033]-步骤2)中，搅拌的速率是120～600r/min；
[0034]-步骤3)中，乙醇/正硅酸乙酯混合液的添加量是甲基三乙氧基硅烷体积的30～100％；
[0035]-步骤3)中，干燥意指在40～50℃温度下干燥至恒重。
[0036]本专利技术以甲基三甲氧基硅烷为前驱体、乙醇溶液为溶剂、盐酸和氨水为催化剂采用溶胶-凝胶两步法制备掺杂有铁卟啉的二氧化硅气凝胶多孔基质材料，专利技术人发现，以铁卟啉掺杂二氧化硅气凝胶有利于扩大其孔径，孔径的扩大利于锌掺杂碳量子点和磁化零价铁在气凝胶内的电泳，从而有利于锌掺杂碳量子点和磁化零价铁在多孔基质材料中的浓度梯度分布的形成。
[0037]在一些优选实施方案中，锌掺杂碳量子点经由下述方法制备得到：尿素与乙酸锌按照2.5～4.0:1的重量比溶于大量超纯水中，再加入适量的乙二胺，室温下搅拌均匀后于180～200℃恒温加热6～8h，自然冷却至室温，得棕色溶液，以0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铁基复合吸波材料的制备方法，其特征在于具体包括下述步骤：S101：制备掺杂有铁卟啉的多孔基质材料；S102：制备含有锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的混合溶液；S103：使混合溶液充分浸润入多孔基质材料；S104：通过电泳装置，使得所述混合溶液在多孔基质材料中发生电泳；S105：干燥所述多孔基质材料，得到铁基复合吸波材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：多孔基质材料是二氧化硅气凝胶。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混合溶液中锌掺杂碳量子点和磁化零价铁具有1:3.5～10、优选1:4～8、更优选1:5～6、最优选1:6的重量比。4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于：制备含有锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的混合溶液时，锌掺杂碳量子点和磁化零价铁的总含量不高于10g/L。5.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于：电泳包括将吸收了混合溶液的多孔基质材料置于石墨电极间并施加10～30V的电压，电泳10～60min。6.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于：所述S101制备掺杂有铁卟啉的多孔基质材料具体包括下述步骤：1)搅拌下，甲基三乙氧基硅烷加入至大量的60～85vol％乙醇溶液中，再加入甲基三乙氧基硅烷2～5倍体积的10～20％盐酸，持续搅拌至少1h，升温至40～60℃恒温搅拌至少24h；2)步骤1)混合溶液中加入甲基三乙氧基硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州鹿扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：