本发明专利技术提供一种聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料及其制备方法与应用，利用聚氨酯海绵作为原材料，通过化学镀在聚氨酯海绵表面原位化学沉积Ni/Ni3P层，再通过保护气氛高温碳化，最终获得聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料，具有高效的电磁波吸收性能。与现有技术相比，本发明专利技术复合材料制备方法具有稳定可控、简单易操作的特点，且制备出的复合材料具有吸收强、有效吸收频带宽、密度低、成本低等特点，满足当下对电磁波吸收材料的要求。因此，本发明专利技术为工业生产废弃物聚氨酯衍生的电磁波吸收材料的设计与合成提供了一种新型思路。设计与合成提供了一种新型思路。设计与合成提供了一种新型思路。
【技术实现步骤摘要】
聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及功能材料领域中的电磁吸收材料，尤其是涉及一种聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]随着5G技术和电子通讯的高速发展，人类科技文明发展生生不息，精密电子仪器、无线通讯和自动驾驶技术取得了巨大的进步并得到广泛使用，电磁波作为信息的重要载体，推动了各个领域的不断发展与升级，造福了我们的日常生活，但也存在一定的负面影响，最为典型的是电磁污染，这对信息安全和公共健康构成相当大的威胁。除了防止电磁波污染带来的一系列严重的后果，各国也都在努力提高自身的国防力量，加大对新型武器的研究力度。因此不管是在民用还是军用领域，有着高效的电磁波吸收或屏蔽性能的材料都有着广泛的需求，制备新型吸波材料也成为了当下的研究热点。
[0003]碳材料由于其低密度、大比表面积、强电子传导能力和性质稳定等优点使碳材料一直处于电磁波吸收领域的前沿，在电磁波吸收领域应用广泛，例如碳纳米管、石墨烯等。但其相对复杂的制备工艺或限制了碳材料在电磁波吸收领域的应用。工业生产中很多废弃材料被丢弃或处理，在处理过程中会污染环境或排放有毒有害气体等。实际上这些废弃物中很多含碳元素材料经过碳化后能作为衍生的碳基材料应用于吸波领域。但纯碳材料相对较高的复介电常数导致阻抗失配，不利于实现高的电磁波吸收性能，并且碳化过程需要采取一定的方式保留原本结构。一种有效地方式是将碳材料和其他介电或磁性材料结合起来，通过合理地结构设计来提高阻抗匹配和衰减能力。
[0004]聚氨酯海绵是工业生产中常见的废弃物，其本身呈多孔结构，可以为制备多孔碳材料提供理想的模板，通过控制适当的碳化温度，能得到具有一定吸波性能的基体，但纯碳材料阻抗匹配特性较差，并且直接碳化会导致结构坍塌，需要进一步改善。
技术实现思路
[0005]基于现有技术中废弃聚氨酯海绵直接碳化容易结构坍塌的问题，本专利技术提供一种聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料及其制备方法与应用。
[0006]本专利技术提供的复合材料可以通过简单的化学沉积和随后的高温碳化获得，且具有稳定优异的电磁波吸收性能。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]本专利技术提供一种聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料的制备方法，包括以下步骤：利用聚氨酯海绵作为原材料，通过化学镀在聚氨酯海绵表面原位化学沉积Ni/Ni3P层，再通过保护气氛高温碳化，最终获得聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料，具有高效的电磁波吸收性能。
[0009]在本专利技术的一个实施方式中，聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0010](1)对聚氨酯海绵进行预处理；
[0011](2)聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料的制备：将预处理后的聚氨酯海绵泡在含六水合硫酸镍、次亚磷酸钠、二水合柠檬酸三钠、氯化铵和去离子水的溶液中，进行反应；
[0012](3)反应后，取出聚氨酯海绵挤干溶液清洗后，干燥处理；
[0013](4)对干燥处理后所得的聚氨酯海绵进行热处理，再进行洗涤和干燥，得到聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料。
[0014]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1)中对聚氨酯海绵进行预处理的方法为：
[0015](1.1)将聚氨酯海绵切成块状，先泡在含SnCl2、H2SO4、去离子水的溶液中超声；
[0016](1.2)将步骤(1.1)处理后的聚氨酯海绵取出后泡在含PbCl2、HCl、去离子水的溶液中超声；
[0017](1.3)将步骤(1.2)处理后的聚氨酯海绵取出后泡在含NaH2PO2·
2H2O、去离子水的溶液中超声。
[0018]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1.1)中，含SnCl2、H2SO4、去离子水的溶液中，SnCl2、H2SO4、去离子水的用量关系为：2g：10m：90m。
[0019]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1.1)中，超声的时间为60min。
[0020]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1.2)中，含PbCl2、HCl、去离子水的溶液中，PbCl2、HCl、去离子水的用量关系为：25mg：0.25ml：99.75ml。
[0021]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1.2)中，超声的时间为60min。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1.3)中，含NaH2PO2·
2H2O、去离子水的溶液中，NaH2PO2·
2H2O、去离子水的用量关系为：1g：100ml。
[0023]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1.3)中，超声的时间为10min。
[0024]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(2)中，含六水合硫酸镍、次亚磷酸钠、二水合柠檬酸三钠、氯化铵和去离子水的溶液中，六水合硫酸镍、次亚磷酸钠、二水合柠檬酸三钠、氯化铵和去离子水的质量比为12：6：30：15：300。
[0025]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(2)中，进行反应的条件为：反应温度：60℃，保温时间：1小时；加热方式：水浴加热。
[0026]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(2)中，进行反应前，用氨水调节pH至9。
[0027]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(2)的步骤重复3次。
[0028]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(3)中，取出聚氨酯海绵挤干溶液用去离子水和酒精挤压清洗后放入烘箱干燥12h。
[0029]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(4)中，对干燥处理后所得的聚氨酯海绵进行热处理的条件为：在氮气或氩气气氛中热处理，升温速率：5℃/min，热处理温度：700℃，保温时间：120min。
[0030]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(4)中，进行洗涤和干燥的条件为：分别用去离子水和无水乙醇过滤洗涤，置于60℃烘箱，干燥24小时。
[0031]在本专利技术的一个实施方式中，所述聚氨酯海绵选择为废弃聚氨酯海绵。
[0032]本专利技术进一步提供基于上述制备方法制备得到的聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料。
[0033]本专利技术进一步提供基于上述制备方法制备得到的聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合
材料作为吸波材料的应用。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在以下方面：
[0035]化学镀能够在无导电性的材料表面均匀沉积金属镀层。本专利技术利用化学镀的方式在聚氨酯表面原位沉积具有磁性的Ni/Ni3P涂层，既改善了复合材料的阻抗匹配，又引入了磁损耗，改善了碳材料单一的损耗机制，提高衰减电磁波的能力。因此，聚氨酯模板法为复合波材料的成分可调、结构可控设计提供了一种新方法。
[0036]本专利技术利用废弃聚氨酯海绵作为原材料，通过化学镀在聚氨酯表面原位化学沉积Ni/Ni3P层，再通过保护气氛高温碳化最终获得了聚氨酯衍生多孔C@Ni/N本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对聚氨酯海绵进行预处理；(2)聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料的制备：将预处理后的聚氨酯海绵泡在含六水合硫酸镍、次亚磷酸钠、二水合柠檬酸三钠、氯化铵和去离子水的溶液中，进行反应；(3)反应后，取出聚氨酯海绵挤干溶液清洗后，干燥处理；(4)对干燥处理后所得的聚氨酯海绵进行热处理，再进行洗涤和干燥，得到聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中对聚氨酯海绵进行预处理的方法为：(1.1)将聚氨酯海绵切成块状，先泡在含SnCl2、H2SO4、去离子水的溶液中超声；(1.2)将步骤(1.1)处理后的聚氨酯海绵取出后泡在含PbCl2、HCl、去离子水的溶液中超声；(1.3)将步骤(1.2)处理后的聚氨酯海绵取出后泡在含NaH2PO2·
2H2O、去离子水的溶液中超声。3.根据权利要求2所述的一种聚氨酯衍生多孔C@Ni/Ni3P复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1.1)中，含SnCl2、H2SO4、去离子水的溶液中，SnCl2、H2SO4、去离子水的用量关系为2g：10m：90m；步骤(1.2)中，含PbCl2、HCl、去离子水的溶液中，PbCl2、HCl、去离子水的用量关系为：25mg：0.25ml：99.75ml；步骤(1.3)中，含NaH2PO2·
2H2O、去离子水的溶液中，NaH2PO2·
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆伟，蔡磊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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