一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料及其制备方法和应用。本发明专利技术通过水热合成制备了尺寸大小合适的Ni

【技术实现步骤摘要】
一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及化学材料
，尤其涉及一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]电磁辐射污染已经成为继废水、废气、噪声、固体废弃物污染后又一大影响城镇居民健康的重要污染源，对人类的身体健康产生巨大的威胁。随着无线通信的发展，高集成度、高速、小型化的无线通信设备往往会受到不希望的电磁干扰效应和显著发热的影响。因此，在现代无线通信、自动驾驶汽车和便携式设备中，同时具有优异的热管理性能和卓越的电磁干扰屏蔽性能的材料受到了广泛的关注。相变材料可以在保持恒温的同时以潜热的形式存储和释放能量，因其在能量转换和利用过程中具有超高的体积能量密度和狭窄的温度分布范围，已在热能存储和电子设备热管理等不同领域得到广泛应用，被公认为用于热保护和电子冷却系统的最佳温度控制材料。
[0003]目前报道的用于电子器件的复合相变材料和微波吸收材料大多集中在单一用途的项目上，普遍存在制备方法复杂、机械强度差、经济效益低等问题。在具有小体积、轻重量、高能量密度的智能设备中，开发具有电磁干扰屏蔽和热管理双重功能的保护系统变得非常重要。然而，设计同时具有高效电磁干扰屏蔽和热管理功能的灵活、轻质和小体积的一体化材料仍然是一个巨大的挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法。
[0005]本专利技术的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1:Ni
‑
Co磁性颗粒的制备：称取十六烷基三甲基溴化铵、NaOH、四水合乙酸钴和四水合乙酸镍加入乙二醇溶液中搅拌、超声得到混合悬浮液，将混合悬浮液进行水热合成；反应结束后收集黑色粉末产物，用去离子水或无水乙醇洗涤，并进行干燥；
[0007]S2：酸活化凹凸棒石、Ni
‑
Co磁性颗粒、碳纳米管浆料与六偏磷酸钠和水混合搅拌、超声得到酸活化凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管悬浮液；
[0008]S3：悬浮液通过喷雾干燥构筑酸活化凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球；
[0009]S4：煅烧得到凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球；
[0010]S5：凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球包覆海胆状TiO2；称取煅烧后的凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球置于异丙醇溶液中，慢慢滴入二乙烯三胺，充分搅拌，加入钛酸异丙酯，用玻璃棒轻轻搅拌得到混合悬浮液进行水热合成；反应结束后收
集黑色粉末产物，用去离子水或无水乙醇洗涤，并进行干燥得包覆海胆状TiO2后的复合微球；
[0011]S6：碱洗海胆状复合微球；称取包覆海胆状TiO2后的复合微球置于碱液中搅拌得到混合悬浮液，将混合悬浮液进行水热合成。反应结束后收集黑色粉末产物，用去离子水或无水乙醇洗涤，并进行干燥得海胆状复合微球；
[0012]S7：煅烧海胆状复合微球；
[0013]S8：煅烧后的海胆状复合微球与相变材料真空浸渍，得到海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料。
[0014]进一步的，步骤S1中，Ni
‑
Co磁性颗粒的制备中，所述十六烷基三甲基溴化铵、NaOH、四水合乙酸钴、四水合乙酸镍和乙二醇按如下重量份计：
[0015]十六烷基三甲基溴化铵：2～6份
[0016]NaOH：1～4份
[0017]四水合乙酸钴：0.2～0.5份
[0018]四水合乙酸镍：0.5～3份
[0019]乙二醇：30～50份。
[0020]进一步的，步骤S1中，Ni
‑
Co磁性颗粒的制备方法中，搅拌转速均为500
‑
1000r/min，搅拌时间均为30～60min；超声处理时间均为30～60min；水热合成温度均为180～200℃，水热合成时间均为6～12h。
[0021]进一步的，步骤S2中，所述酸活化凹凸棒石、Ni
‑
Co磁性颗粒、碳纳米管浆料与六偏磷酸钠和水按如下重量份计：
[0022]酸活化凹凸棒石：0.5～2份
[0023]Ni
‑
Co磁性颗粒：1～5份
[0024]碳纳米管浆料：10～30份，碳纳米管浆料的浓度为10％
[0025]六偏磷酸钠：0.2～1份
[0026]水：30～80份；
[0027]步骤S2中，搅拌转速均为600
‑
1000r/min，搅拌时间均为30～60min；超声处理时间均为40～80min；步骤S3中，喷雾干燥过程中：喷雾干燥机通针设定3.0，风机频率设定35.00Hz，进风温度设定150～180℃，蠕动速度1～6RPM；
[0028]步骤S2中，将凹凸棒石原矿经酸液浸泡得到酸活化凹凸棒石，酸活化过程为：酸液浸泡、固液分离、洗涤、干燥；其中酸液为H
+
浓度为1～4mol/L的无机强酸的水溶液，浸泡在搅拌中进行，搅拌转速为500
‑
1000r/min，浸泡温度为60～90℃，浸泡时间为40～120min。
[0029]进一步的，步骤S4中，煅烧温度均为300～400℃，煅烧时间均为1～4h，煅烧气氛为惰性气体。
[0030]进一步的，步骤S5中，所述煅烧后的凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球、异丙醇、二乙烯三胺、钛酸异丙酯按如下重量份计：
[0031]煅烧后的凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球：0.05～0.2份
[0032]异丙醇：30～60份
[0033]二乙烯三胺：0.02～0.1份
[0034]钛酸异丙酯：0.5～3份
[0035]步骤S5中，搅拌转速均为500
‑
1000r/min，搅拌时间均为30～60min；水热合成温度均为180～200℃，水热合成时间均为12～36h。
[0036]进一步的，步骤S6中，复合微球与碱液的用量关系为:1～3：300～600wt.％，其中碱液为0.5～2mol/L的NaOH溶液；
[0037]步骤S6中，搅拌转速均为500
‑
1000r/min，搅拌时间均为30～60min；水热合成温度均为120～180℃，水热合成时间均为6～24h。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1:Ni
‑
Co磁性颗粒的制备：称取十六烷基三甲基溴化铵、NaOH、四水合乙酸钴和四水合乙酸镍加入乙二醇溶液中搅拌、超声得到混合悬浮液，将混合悬浮液进行水热合成；反应结束后收集黑色粉末产物，用去离子水或无水乙醇洗涤，并进行干燥；S2：酸活化凹凸棒石、Ni
‑
Co磁性颗粒、碳纳米管浆料与六偏磷酸钠和水混合搅拌、超声得到酸活化凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管悬浮液；S3：悬浮液通过喷雾干燥构筑酸活化凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球；S4：煅烧得到凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球；S5：凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球包覆海胆状TiO2；称取煅烧后的凹凸棒石
‑
Ni
‑
Co磁性颗粒
‑
碳纳米管复合微球置于异丙醇溶液中，慢慢滴入二乙烯三胺，充分搅拌，加入钛酸异丙酯，用玻璃棒轻轻搅拌得到混合悬浮液进行水热合成；反应结束后收集黑色粉末产物，用去离子水或无水乙醇洗涤，并进行干燥得包覆海胆状TiO2后的复合微球；S6：碱洗海胆状复合微球；称取包覆海胆状TiO2后的复合微球置于碱液中搅拌得到混合悬浮液，将混合悬浮液进行水热合成。反应结束后收集黑色粉末产物，用去离子水或无水乙醇洗涤，并进行干燥得海胆状复合微球；S7：煅烧海胆状复合微球；S8：煅烧后的海胆状复合微球与相变材料真空浸渍，得到海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料。2.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，Ni
‑
Co磁性颗粒的制备中，所述十六烷基三甲基溴化铵、NaOH、四水合乙酸钴、四水合乙酸镍和乙二醇按如下重量份计：十六烷基三甲基溴化铵：2～6份NaOH：1～4份四水合乙酸钴：0.2～0.5份四水合乙酸镍：0.5～3份乙二醇：30～50份。3.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，Ni
‑
Co磁性颗粒的制备方法中，搅拌转速均为500
‑
1000r/min，搅拌时间均为30～60min；超声处理时间均为30～60min；水热合成温度均为180～200℃，水热合成时间均为6～12h。4.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述酸活化凹凸棒石、Ni
‑
Co磁性颗粒、碳纳米管浆料与六偏磷酸钠和水按如下重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华明，李道奎，左小超，张昕怡，唐异立，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：