【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，涉及一种稀土基有机框架复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、现有随着现代化信息技术的高速发展，科技力量在军事领域的应用对现在战争的结果产生了日益凸显的影响，隐身技术作为隐秘武器行踪、提高打击有效性的关键技术之一不断发展革新。x波段是雷达系统中广泛使用的频段之一，因此涂覆吸波材料的军事设备在x波段表现出优异的吸波性能可以帮助降低军用飞机、舰船、装备和无人机等目标的雷达探测范围，提高其行动的隐蔽性和突击性，在军事武器装备上占据有利形势。
2、传统的x波段吸波材料如铁氧体、磁性金属粉末等难以兼顾重量轻，频率宽，吸收强的应用要求，而金属有机骨架(mof)材料是一种由金属离子与有机配体在合适的溶剂中组装而成的超多孔材料，其结构功能多变，具有极高的比表面积和多孔结构，能够提供更多的吸收机会，增加电磁波在材料中的多次反射和散射。例如cn115537180a公开了一种二维导电mof吸波材料及其制备方法与应用，该专利采用空间序构排列和功能基元的设计的理念将不同金属配位离子的组合来构筑不同孔道大小的二维导电mof吸波材料。独特的二维层状多孔结构、适宜的电导率、极化损耗、电导损耗和良好的阻抗匹配在二维导电mof的电磁波波衰减中起关键作用。
3、与此同时，核壳结构可以起到保护内部反射层、适应多变环境、提供更多反射机会及实现多频吸收，能够提升材料的吸波及物理性能。例如cn116574482a公开了一种宽带conife-mof复合吸波材料及其制备方法与应用，其制备方法为：(1)conife-mof前驱体
4、但是，当前常见的核壳结构mof材料制备方法复杂，需要分开制备内核与外部壳层，而且现有的一步制备法制备的材料形貌不规则。
5、因此，开发一种新的一步反应生成具备核壳结构的mof吸波材料使其具有良好的吸波性能，是当前领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种稀土基有机框架复合材料及其制备方法和应用。
2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种稀土基有机框架复合材料，所述稀土基有机框架复合材料包括内核和外壳，所述内核和所述外壳之间形成空腔，所述内核为由小颗粒构成的团聚体，所述小颗粒包括磁性金属，所述外壳为碳化后的mof材料，所述碳化后的mof材料包括稀土元素和磁性元素。
4、mof材料是金属有机骨架，是一种由金属离子或金属团簇与有机配体构成的晶态材料，其具有周期性网络结构，呈现为多孔结构。mof材料经碳化之后，有机配体转化为碳，同时能够保持原有的周期性网络结构。
5、本专利技术mof材料自主装形成外壳，其中包含稀土元素和磁性元素，能够提供吸波性能，同时，由于内核为由小颗粒构成的团聚体，小颗粒包括磁性金属，增加了更多的微波反射机会，进一步地，空腔的存在增加了反射界面，进一步提升了材料的吸波性能。本专利技术的稀土基有机框架复合材料在10.5ghz反射损耗可以低至74.39db，在15.0ghz反射损耗可以低至44.06db。
6、在一个实施方式中，本专利技术提供的稀土基有机框架复合材料表面光滑，形貌为球形，颗粒大小均一。球形微观形貌通常意味着材料具有均匀的结构和组成，有助于确保吸波性能在整个材料内均匀分布，提高吸波效率。
7、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
8、优选地，所述小颗粒包括至少两种磁性金属，至少两种磁性金属形成合金；
9、优选地，所述磁性金属包括镍、钴钕、硼和钐中的至少一种。
10、优选地，所述稀土氧化物中的稀土元素包括包括铈、镧、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的至少一种。
11、优选地，所述稀土基有机框架复合材料的形貌为球形。
12、优选地，所述稀土基有机框架复合材料的粒径d50为1μm～20μm，例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、18μm、或20μm等。
13、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
14、(1)将含稀土元素的盐、含磁性金属的盐和有机链接剂与溶剂混合，得到前驱液；
15、(2)对所述前驱液进行水热反应，得到前驱体；
16、(3)对所述前驱体进行碳化处理，得到所述的稀土基有机框架复合材料。
17、本专利技术的方法利用水热反应和碳化处理，以有机链接剂作为桥连的配体来链接两种无机金属(稀土金属和磁性金属)中心，利用mof的自组装相互连接特性，形成一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料，经一步反应即可生成稀土基有机框架复合材料，在得到完整的碳骨架(可以是球形)的同时，保留了稀土元素和磁性金属元素的基本特性。
18、本专利技术的制备方法简单，经一步法即可得到核壳结构，避免了现有技术需要分别制备核和壳的繁琐操作，且本专利技术的方法制备得到的核壳结构形貌规则，性能好。
19、本专利技术制备得到的稀土基有机框架复合材料在利用碳骨架、稀土金属元素和磁性金属元素以提供吸波性能的同时，凭借其核壳结构提供了更多的微波反射机会，进一步增大了反射损耗和吸收带宽，使产品具备更加广阔的探索空间和应用前景。
20、优选地，步骤(1)所述含稀土元素的盐和含磁性金属的盐独立地选自硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐或氯化物中的任意一种或至少两种的组合。
21、示例性的，所述含稀土元素的盐可以是ce(no3)3·6h2o，所述含磁性金属的盐可以是ni(no3)2·6h2o和co(no3)2·6h2o中的至少一种。
22、优选地，步骤(1)中，所述含稀土元素的盐中的稀土元素与所述含磁性金属的盐中的磁性金属元素的摩尔比为1:(0.5～2)，例如1:0.5、1:1、1:1.5、1:1.8或1:2等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23、优选地，步骤(1)所述有机链接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稀土基有机框架复合材料，其特征在于，所述稀土基有机框架复合材料包括内核和外壳，所述内核和所述外壳之间形成空腔，所述内核为由小颗粒构成的团聚体，所述小颗粒包括磁性金属，所述外壳为碳化后的MOF材料，所述碳化后的MOF材料包括稀土元素和磁性元素。
2.根据权利要求1所述的稀土基有机框架复合材料，其特征在于，所述小颗粒包括至少两种磁性金属，至少两种磁性金属形成合金；
3.根据权利要求1或2所述的稀土基有机框架复合材料，其特征在于，所述稀土基有机框架复合材料的形貌为球形；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含稀土元素的盐和含磁性金属的盐独立地选自硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐或氯化物中的任意一种或至少两种的组合；
6.根据权利要求4或5所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的温度为45℃～60℃。
7.根据权利要求4-6
8.根据权利要求4-7任一项所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述碳化处理的温度为750℃～850℃；
9.根据权利要求4-8任一项所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
10.一种如权利要求1-3任一项所述的稀土基有机框架复合材料的用途，其特征在于，所述稀土基有机框架复合材料用于吸波材料。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土基有机框架复合材料，其特征在于，所述稀土基有机框架复合材料包括内核和外壳，所述内核和所述外壳之间形成空腔，所述内核为由小颗粒构成的团聚体，所述小颗粒包括磁性金属，所述外壳为碳化后的mof材料，所述碳化后的mof材料包括稀土元素和磁性元素。
2.根据权利要求1所述的稀土基有机框架复合材料，其特征在于，所述小颗粒包括至少两种磁性金属，至少两种磁性金属形成合金；
3.根据权利要求1或2所述的稀土基有机框架复合材料，其特征在于，所述稀土基有机框架复合材料的形貌为球形；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的稀土基有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含稀土元素的盐和含磁性金属的盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭果果，张伟，严蔚然，池啸，黄祥云，汪文峰，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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