一种复合吸波材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出一种复合吸波材料及其制备方法和应用，属于电磁波吸收材料技术领域。所述复合吸波材料具有由氧化锌和稀土氧化物形成的异质结构，其中，以中空多孔结构氧化锌(ZnO)微球为基材，表面负载稀土氧化物纳米颗粒，构建兼具磁损耗和介电损耗作用特性的新型高效的复合结构电磁波吸收衰减剂，所述稀土氧化物可以为氧化钆、氧化镧、氧化铈或氧化钐。该材料在中空多孔结构、双重损耗机理和各组分的协同作用下，具有良好的阻抗匹配和强大的衰减能力，可作为吸波材料用于电磁波吸收衰减领域。可作为吸波材料用于电磁波吸收衰减领域。可作为吸波材料用于电磁波吸收衰减领域。

【技术实现步骤摘要】
一种复合吸波材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及吸波材料
，特别涉及一种复合吸波材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]各种移动通讯设备、家用电器、电子设备在使用过程中会产生不同波长和频率的电磁辐射，对人体健康具有潜在危害。吸波材料的研发是防治电磁辐射污染的重要手段，受到各国科研人员的极大重视。
[0003]ZnO是一种介电损耗型吸波材料，介电损耗角相对较高且热稳定性优于金属类吸收剂，具有纳米结构丰富、质轻、半导体性能优异、易于大规模生产的特点，能够吸收特定频带的电磁波，可应用于航空航天领域。但ZnO存在损耗单一、不能满足宽频带和强吸收的要求、可设计性差等缺点，无法满足不断提高的性能需求。
[0004]现有技术中提高ZnO吸波性能的方法主要包括形貌调控、离子掺杂以及复合体系设计等。其中，复合体系设计具体为将ZnO与其他吸波材料进行复核，通过界面设计、结构优化及协同效应，改善其阻抗匹配及吸收带宽，提高材料的吸波性能。目前，研究人员已公开可利用Fe3O4、Ni、Co、CNTs、GNPs等磁性材料和碳材料修饰ZnO构建复合体系来提高电磁辐射吸收能力的有效策略。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种新的复合体系吸波材料，由具有电磁辐射吸收性能的中空多孔结构ZnO微球负载稀土氧化物纳米颗粒复合而成，以克服目前ZnO单一组分吸波材料自身存在的使用缺陷。
[0006]本专利技术提出一种复合吸波材料，所述复合吸波材料为由ZnO和稀土氧化物形成的异质结构。r/>[0007]进一步地，所述复合吸波材料以中空多孔结构ZnO微球为基材，表面负载稀土氧化物纳米颗粒。
[0008]进一步地，所述稀土氧化物包括氧化钆、氧化镧、氧化钐或氧化铈中至少一种。
[0009]本专利技术还提出一种复合吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010]1)、制备中空多孔结构ZnO微球；
[0011]2)、将稀土乙酸盐的水溶液加入至乙醇/水混合溶剂中，混合，加入尿素、上述中空多孔结构ZnO微球，超声后，反应，所得产物经离心，洗涤，干燥，煅烧，得ZnO负载稀土氧化物复合吸波材料。
[0012]进一步地，步骤2)中，所述稀土乙酸盐为乙酸钆、乙酸镧、乙酸钐或乙酸铈；
[0013]优选的，步骤2)中，所述稀土乙酸盐的水溶液的浓度为0.4～0.6mol/L；
[0014]优选的，步骤2)中，稀土乙酸盐：尿素：中空多孔结构ZnO微球物质的量之比为(0.8～1.2):(1.7～17):1.2。
[0015]进一步地，步骤2)中，所述乙醇/水混合溶剂中，乙醇与水的体积比为2:1～1:1。
[0016]进一步地，步骤2)中，所述反应的温度为80～100℃，反应的时间为5～7h；
[0017]步骤2)中，所述超声的时间为10～20min；
[0018]步骤2)中，所述干燥的条件为50～60℃干燥8～10h；
[0019]步骤2)中，所述煅烧在空气氛中进行，煅烧的温度为500～1000℃，煅烧的时间为1～3h。
[0020]进一步地，步骤1)具体为：将乙酸锌和葡萄糖溶解于水中，通过水热反应后，冷却至室温，产物经离心分离，洗涤，干燥，煅烧，得中空多孔结构ZnO微球。
[0021]进一步地，步骤1)中，反应的温度为160～180℃；反应的时间为4～6h；
[0022]步骤1)中，干燥的温度为80℃，干燥的时间为8h；
[0023]步骤1)中，煅烧在空气氛中进行，煅烧的温度为600℃，煅烧的时间为4h。
[0024]本专利技术还提出上述任一所述复合吸波材料或上述任一所述的制备方法制备得到的复合吸波材料在屏蔽电磁污染中的应用。
[0025]本专利技术具有以下优势：
[0026]本专利技术提出的复合吸波材料，首次提出将ZnO与稀土氧化物结合，用于调节、优化吸波材料电磁参数，达到明显改善材料吸波性能的目的。
[0027]本专利技术提出的复合吸波材料的制备方法，通过均相沉积-煅烧工艺，将稀土氧化物纳米颗粒与中空多孔结构ZnO微球进行复合，制备过程简单，工艺稳定，生产效率高，易于控制。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0029]图1示出实施例1步骤(1)所得中空多孔结构ZnO微球在扫描电镜下观察到的微观结构。
[0030]图2示出实施例1步骤(2)所得产物ZnO/Gd2O3复合吸波材料在扫描电镜下观察到的微观结构。
[0031]图3示出实施例1所得产物ZnO/Gd2O3复合吸波材料物相分析的XRD曲线图。
[0032]图4示出实施例1所得产物ZnO/Gd2O3复合吸波材料在2～18GHz范围内的反射损耗曲线。
[0033]图5示出实施例2所得产物ZnO/Gd2O3复合吸波材料在扫描电镜下观察到的微观结构。
[0034]图6示出实施例2所得产物ZnO/Gd2O3复合吸波材料在2～18GHz范围内的反射损耗曲线。
[0035]图7示出实施例3所得产物ZnO/Gd2O3复合吸波材料在扫描电镜下观察到的微观结构。
[0036]图8示出实施例3所得产物ZnO/Gd2O3复合吸波材料在2～18GHz范围内的反射损耗曲线。
[0037]图9示出实施例4所得产物ZnO/La2O3复合吸波材料在扫描电镜下观察到的微观结
构。
[0038]图10示出实施例4所得产物ZnO/La2O3复合吸波材料在2～18GHz范围内的反射损耗曲线。
[0039]图11示出实施例5所得产物ZnO/Sm2O3复合吸波材料在扫描电镜下观察到的微观结构。
[0040]图12示出实施例5所得产物ZnO/Sm2O3复合吸波材料在2～18GHz范围内的反射损耗曲线。
[0041]图13示出实施例6所得产物ZnO/CeO2复合吸波材料在扫描电镜下观察到的微观结构。
[0042]图14示出实施例6所得产物ZnO/CeO2复合吸波材料在2～18GHz范围内的反射损耗曲线。
具体实施方式
[0043]下面将结合本专利技术实施例及附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0044]本申请专利技术人发现，稀土元素具有独特的电子结构，可表现出许多优异的光、电、磁性能，具有良好的顺磁磁化率和磁晶各向异性，因此，专利技术人设想将ZnO与稀土元素结合，实现调节、优化吸波材料电磁参数，达到明显改善材料吸波性能的目的。
[0045]本专利技术一实施例提出一种复合吸波材料，所述复合吸波材料为由ZnO和稀土氧化物形成的异质结构。
[0046]具体而言，所述复合吸波材料以中空多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合吸波材料，其特征在于，所述复合吸波材料为由ZnO和稀土氧化物形成的异质结构。2.根据权利要求1所述的复合吸波材料，其特征在于，所述复合吸波材料以中空多孔结构ZnO微球为基材，表面负载稀土氧化物纳米颗粒。3.根据权利要求1或2所述的复合吸波材料，其特征在于，所述稀土氧化物包括氧化钆、氧化镧、氧化钐或氧化铈中至少一种。4.一种复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、制备中空多孔结构ZnO微球；2)、将稀土乙酸盐的水溶液加入至乙醇/水混合溶剂中，混合，加入尿素、上述中空多孔结构ZnO微球，超声后，反应，所得产物经离心，洗涤，干燥，煅烧，得ZnO负载稀土氧化物复合吸波材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述稀土乙酸盐为乙酸钆、乙酸镧、乙酸钐或乙酸铈；优选的，步骤2)中，所述稀土乙酸盐的水溶液的浓度为0.4～0.6mol/L；优选的，步骤2)中，稀土乙酸盐：尿素：中空多孔结构ZnO微球物质的量之比为(0.8～1.2):(1.7～17):1.2。6.根据权利要求4所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔儒，童国秀，聂志颖，和子栋，朱兰兰，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：