【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁波吸收材料，具体涉及一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着无线通信设备和电子设备的蓬勃发展，电磁污染问题日益严峻。电磁波的泄露不仅影响设备的精确操作与人体健康，更危害国家安全。因此，开发高效电磁波吸收材料具有重要的研究意义和实际应用价值。理想的吸波材料要求具有“宽频吸收(宽)、轻质(轻)、薄厚度(薄)、强损耗(强)”的吸收特性，然而很多研究证明，传统的吸波材料无法达到上述要求。同时，负载量大、工艺复杂、结构易多样化使作用机理难以明确，导致其实际可应用性受到严重限制。因此，如何兼顾吸波性能与可应用性是近年来电磁波吸收材料领域的研究热点。吸波性能主要取决于阻抗匹配和电磁衰减能力。通过结构设计改进的良好阻抗匹配可确保电磁波进入材料内部而不是在其表面被反射。电磁衰减能力与介电损耗(导电损耗、极化损耗)和磁性损耗相关。因此，通过增强介电损耗或磁性损耗以及结构设计平衡阻抗匹配、提高衰减能力是有效途径。
2、多壁碳纳米管(mwcnts)具有密度低、缺陷多、比表面积高等优点，可以实现良好的电磁波吸收，然而单一的介电损耗机制总是限制多壁碳纳米管的吸波性能。研究表明，具有独特复杂形态的纳米结构通常伴随着出色的电磁波吸收性能，因为它们具有更长的入射电磁波传输路径、连通的网络结构和增强的界面极化效应。然而，多壁碳纳米管的单一管状形态不足以构建这种复杂结构，它们的高导电性可能会导致阻抗不匹配。因此，需要一种具有可以调节其导电性的特殊骨架材料。而空心漂珠(facs)是一种来自发电
3、但是高介电常数低磁导率或高磁导率低介电常数吸波材料阻抗匹配性能普遍较差，而作为三维网络骨架的fac不具有导电性和磁性，单一mwcnts作为一种介电材料很难满足阻抗匹配特性，降低了其应用潜力。同时过高的mwcnts含量会引发团聚，也会极大增加吸波材料的成本。因此，引入一种制备工艺简单、成本低廉的磁损耗吸波材料，进行介电和磁损耗材料的组合可能是提高吸波性能的有效解决方案。fe3o4具有高磁导率、低制备成本和高饱和磁化强度，若将其引入至基于管球状结构的三维网络结构结构体系，一方面利用mwcnts和fac的多孔和管状结构减轻密度，另一方面还能实现磁损耗、介电损耗多种损耗机制的复合协同作用，优化阻抗匹配。同时，固体废弃物被充分利用，符合绿色环保的材料合成理念，工艺简单高效一举多得。但目前关于此方面的研究较少。因此，利用低成本化合物开发简单有效的制备方法来制备具有新型稳定3d结构的复合吸波材料对提高其实际可应用性具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料及其制备方法和应用，该复合材料可作为吸波剂。
2、本专利技术首先提供一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，包括：
3、步骤一：采用无水三氯化铁作为铁源，尿素作为碱元，柠檬酸钠作为还原剂，通过一步水热法合成空心fe3o4微球；
4、步骤二：将石蜡放入坩埚融化，随后加入步骤一获得的空心fe3o4微球，搅拌均匀后依次加入mwcnts、fac，待其混合均匀并冷却后，将其压制成同轴吸波环，得到四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料。
5、优选的是，所述的合成方法包括：首先将柠檬酸钠、尿素和fecl3加入至反应容器中，加入去离子水进行搅拌至完全溶解，形成均一的橙色溶液，随后，将分散剂和表面修饰剂加入该橙色溶液中，待完全溶解后，将溶液放置于密封的高压反应釜中进行反应，得到空心fe3o4微球。
6、优选的是，所述的分散剂为聚丙烯酰胺，表面修饰剂为聚乙二醇-1000。
7、优选的是，所述聚丙烯酰胺的分子量为200万-1400万。
8、优选的是，所述的反应温度为100-260℃，反应时间为8-15h。
9、优选的是，所述的柠檬酸钠、尿素、fecl3的摩尔比为：2：3：1。
10、优选的是，所述步骤一中分散剂和表面修饰剂的质量比为2：1。
11、优选的是，所述步骤二中所述的fe3o4：mwcnts：fac质量比为30：(1-5):50。
12、本专利技术还提供上述制备方法得到的四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料，所述的复合材料具有三维管球状空心结构。
13、本专利技术还提供上述四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料作为吸波剂的应用。
14、本专利技术的有益效果
15、本专利技术提供一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料及其制备方法和应用。该方法利用微米级电厂废弃物-刚性空心漂珠(fac)作为结构支撑体，纳米级多壁碳纳米管(mwcnts)与空心四氧化三铁(fe3o4)微球为空间填充物，构建具有三维管球状结构的电磁复合材料。本专利技术的四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料可以作为吸波剂应用，本专利技术同时利用刚性空心球和空心管及磁性纳米微球作为三维网状结构支撑体和增强体通过简单的物理作用构建出具有多层次、多界面、多元化的管/球状微纳米协同作用结构体系。这种设计的好处，第一，通过连通三维网络结构设计，有效控制直接与电磁场相互作用的载流子，提高电导率以增加反射率；第二，通过增加入射电磁波传输路径、优化阻抗匹配增强损耗，提高衰减能力；第三，电厂废弃物的合理利用还能满足绿色化学理念形势下的迫切需求。最终形成具有合成工艺简单、结构稳定、吸波性能高、成本低廉、可应用性强等特点的吸波剂。
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1.一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述的合成方法包括：首先将柠檬酸钠、尿素和FeCl3加入至反应容器中，加入去离子水进行搅拌至完全溶解，形成均一的橙色溶液，随后，将分散剂和表面修饰剂加入该橙色溶液中，待完全溶解后，将溶液放置于密封的高压反应釜中进行反应，得到空心Fe3O4微球。
3.根据权利要求2所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯酰胺，表面修饰剂为聚乙二醇-1000。
4.根据权利要求3所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的分子量为200万-1400万。
5.根据权利要求2所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述的反应温度为100-260℃，反应时间为8-15h。
6.根据权利要求1所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复
7.根据权利要求2所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中分散剂和表面修饰剂的质量比为2:1。
8.根据权利要求1所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中所述的Fe3O4:MWCNTs:FAC质量比为30：(1-5):50。
9.权利要求1所述的制备方法得到的四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料，其特征在于，所述的复合材料具有三维管球状空心结构。
10.权利要求9所述的四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料作为吸波剂的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述的合成方法包括：首先将柠檬酸钠、尿素和fecl3加入至反应容器中，加入去离子水进行搅拌至完全溶解，形成均一的橙色溶液，随后，将分散剂和表面修饰剂加入该橙色溶液中，待完全溶解后，将溶液放置于密封的高压反应釜中进行反应，得到空心fe3o4微球。
3.根据权利要求2所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯酰胺，表面修饰剂为聚乙二醇-1000。
4.根据权利要求3所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的分子量为200万-1400万。
5.根据权利要求2所述的一种四氧化三铁/多壁碳纳米管/空心漂珠复合...
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