System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种金属/金属氧化物(A/AB2O4)共生磁性纳米吸波剂及其制备方法技术_技高网
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一种金属/金属氧化物(A/AB2O4)共生磁性纳米吸波剂及其制备方法技术

技术编号:40877514 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-08 16:47
本发明专利技术涉及一种金属/金属氧化物(A/AB<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;)共生磁性纳米吸波剂及其制备方法,将A<supgt;2+</supgt;盐、B<supgt;3+</supgt;盐、乙二醇、乙酸钠混匀,得到混合液,然后进行溶剂热反应,得到磁性纳米吸波剂。采用一步法直接制备出金属/金属氧化物(A/AB<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;)共生磁性纳米吸波剂,简化了生产过程并优化了性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电磁波吸收领域,特别涉及一种金属/金属氧化物(a/ab2o4)共生磁性纳米吸波剂及其制备方法。


技术介绍

1、在现代社会,随着数字化和网络化的快速发展,数据安全和隐私保护在军事和民用领域都产生了重大的影响。企业、政府和个人都依赖各种电子设备用于系统存储和传输敏感信息。但是,这些设备在操作时会对外释放电磁波,这不仅可能导致数据外泄,还会对周围的电子设备产生干扰,甚至威胁到人类健康。电磁波吸收材料是将电磁波能量转化为热量以防止二次污染的一种功能材料。尖晶石铁氧体,如fe3o4和nico2o4是一种常见的磁性材料,具有较高的电阻率和良好的介电性质[https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131160],已经广应用于吸波领域。然而纯铁氧体由于其低复介电常数和易磁化团聚的特性,其吸波频宽较窄,难以满足高性能吸收剂在低厚度下宽带吸收和强吸收的要求。

2、当前,国内公开的磁性吸波剂专利大多采用磁性颗粒与导电材料(如碳材料)复合的方式。例如王春雨等人专利技术的石墨纳米片复合四氧化三钴多层异形空心吸波剂的制备方法[cn114105088b],该方法通过两步法实现了co3o4与纳米石墨片的有效结合。同样地,田娜等人设计出了一种具有电磁吸波性能的复合吸波剂及其制备方法[cn113423254b],这一技术将cofe2o4与ti3c2tx材料相复合作为吸波剂;又如蔡浩鹏等人专利技术的一种花瓣状四氧化三铁基复合吸波剂及其制备方法与吸波材料[cn111748317b],通过两步法将fe3o4与氧化石墨烯复合做成吸波剂。与此类似的已授权专利案例还有一种磁性金属/还原氧化石墨烯气凝胶复合吸波剂及其制备方法[cn113329606b]、一种纳米复合结构吸波剂材料、制备方法及应用[cn113316379b]、一种纳米复合结构吸波剂材料、制备方法及应用[cn113316379b]、一种碳基复合吸波剂及其制备方法[cn109233742b]等,此处不再重复说明。

3、前述案例普遍采用了磁性颗粒与导电材料复合的策略,这种方法的核心思想是利用导电材料增强复合材料的复介电常数,从而实现优越的吸波效能。然而,当这些方法与本专利技术的一步法对比时,它们的制备流程明显更为复杂,涉及的步骤也较多。这种多步骤的方法在扩大生产规模时,无疑会带来更高的生产成本,而本专利技术所提的简化流程则为规模化生产提供了更为经济且高效的选择。


技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种金属/金属氧化物(a/ab2o4)共生磁性纳米吸波剂及其制备方法。本专利技术中提出了一种工艺流程合理、可靠稳定、适用于规模化生产金属/金属氧化物(a/ab2o4)共生磁性纳米吸波剂的制备方法。其中,a代表的常见金属如:fe,cu,ni,co,mn,zn,ti等,b代表的常见金属如:fe,co,ni等。通过共生结构有效改善吸波剂的本征复介电常数,进而获得优异的吸波能力。

2、本专利技术的一种磁性纳米吸波剂,所述磁性纳米吸波剂为金属/金属氧化物(a/ab2o4)。

3、优选地,所述a为fe,cu,ni,co,mn,zn,ti中的一种;所述b为fe,co,ni中的一种;所述磁性纳米材料形貌为类球形实心颗粒,并呈现大致相似的尺寸,粒径为50~800nm。

4、优选地,所述磁性纳米吸波剂为cu/cufe2o4、ni/nife2o4中的至少一种。

5、本专利技术的一种磁性纳米吸波剂的制备方法,包括:

6、将a2+盐、b3+盐、乙二醇、乙酸钠混匀,得到混合液,然后高温条件下进行溶剂热反应,得到磁性纳米吸波剂。

7、优选地,所述a2+盐为氯化a、硝酸a、硫酸a中的一种或几种;所述b3+盐为氯化b、硝酸b、硫酸b中的一种或几种。

8、优选地,所述a2+盐、b3+盐、乙酸钠的比例为(2-3)mmol:(4-6)mmol:(20-30)mmol;

9、其中a2+盐、b3+盐、乙二醇摩尔比为2-3:4-6:500-600。

10、进一步地,所述a2+盐、b3+盐的摩尔质量比为(0.5~1):(1~2)。

11、优选地,所述溶剂热反应温度为在140-200℃,时间为8-24h。

12、混合溶液转移到反应釜中,在140-200℃条件下反应8-24小时。

13、优选地,将a2+盐、b3+盐、乙二醇超声处理20-30min,然后加入乙酸钠,磁力搅拌1-3h。

14、优选地,反应结束得到固液混合物并降至室温后,利用去离子水洗涤沉淀,经磁性分离后,将沉淀物在50-80℃下烘干。

15、进一步地,使用强力磁铁将固液混合物分离,并采用去离子水和乙醇清洗数次,保留黑色磁性产物在烘箱中干燥,黑色磁性产物即为a/ab2o4磁性纳米吸波剂

16、本专利技术的一种所述磁性纳米吸波剂在微波隐身中的应用

17、本专利技术中采用一步溶剂热法直接制备目标产物,以a2+盐、b3+盐为原料,通过混合溶剂的还原作用,将一部分a2+盐还原成金属a,剩余的a2+盐与b3+盐生成ab2o4磁性纳米颗粒。此技术确保了金属a能均匀地融入和分散到ab2o4基体中,构造出一种精密的交错网状结构,即a/ab2o4磁性纳米吸波剂。

18、本专利技术采用共生策略,制备一种金属/金属氧化物(a/ab2o4)磁性纳米粒子,其中a代表的常见金属如:fe,cu,ni,co,mn,zn,ti等,b代表的常见金属如:fe,co,ni等,将a与ab2o4相结合形成a/ab2o4不仅有助于改善其电导率,还能显著提升介电损耗,从而赋予铁氧体更优异的吸波性能,使其在各种应用场景中展现更大的潜力。

19、有益效果

20、(1)灵活控制:本专利技术的金属/金属氧化物(a/ab2o4)共生磁性纳米吸波剂可通过调整反应时间和温度来精准控制纳米粒子尺寸,进而实现吸波性能的优化。

21、(2)简便、经济:该制备方法设计简洁,工艺流程直观,不仅大幅削减了生产成本,还便于快速推进工业化生产,满足市场需求。

22、(3)卓越性能:金属a与铁氧体ab2o4的共生共存促进了a在ab2o4上的充分融合和均匀分布,克服了ab2o4易磁化团聚,改善了ab2o4的本征复介电常数,优化了吸波性能;

23、(4)采用一步法直接制备出金属/金属氧化物(a/ab2o4)共生磁性纳米吸波剂,简化了生产过程并优化了性能。

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【技术保护点】

1.一种磁性纳米吸波剂,其特征在于,所述磁性纳米吸波剂为金属/金属氧化物(A/AB2O4)。

2.根据权利要求1所述磁性纳米吸波剂,其特征在于,所述A为Fe,Cu,Ni,Co,Mn,Zn,Ti中的一种;所述B为Fe,Co,Ni中的一种;所述磁性纳米材料形貌为类球形实心颗粒,粒径为50~800nm。

3.根据权利要求1所述磁性纳米吸波剂,其特征在于,所述磁性纳米吸波剂为Cu/CuFe2O4、Ni/NiFe2O4中的至少一种。

4.一种磁性纳米吸波剂的制备方法,包括:

5.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,所述A2+盐为氯化A、硝酸A、硫酸A中的一种或几种;所述B3+盐为氯化B、硝酸B、硫酸B中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,所述A2+盐、B3+盐、乙酸钠的摩尔比为2-3:4-6:20-30;所述A2+盐、B3+盐、乙二醇摩尔比为2-3:4-6:500-600。

7.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,所述溶剂热反应温度为在140-200℃,时间为8-24h。

8.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,将A2+盐、B3+盐放入乙二醇中超声处理20-30min,然后加入乙酸钠,磁力搅拌1-3h。

9.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,反应结束并降至室温后,利用去离子水洗涤沉淀,经磁性分离后,将沉淀物在50-80℃下烘干。

10.一种权利要求1所述磁性纳米吸波剂在微波隐身中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种磁性纳米吸波剂,其特征在于,所述磁性纳米吸波剂为金属/金属氧化物(a/ab2o4)。

2.根据权利要求1所述磁性纳米吸波剂,其特征在于,所述a为fe,cu,ni,co,mn,zn,ti中的一种;所述b为fe,co,ni中的一种;所述磁性纳米材料形貌为类球形实心颗粒,粒径为50~800nm。

3.根据权利要求1所述磁性纳米吸波剂,其特征在于,所述磁性纳米吸波剂为cu/cufe2o4、ni/nife2o4中的至少一种。

4.一种磁性纳米吸波剂的制备方法,包括:

5.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,所述a2+盐为氯化a、硝酸a、硫酸a中的一种或几种;所述b3+盐为氯化b、硝酸b、硫酸b中的一种或几种。

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【专利技术属性】
技术研发人员:张礼颖丁恩杰
申请(专利权)人:东华大学
类型:发明
国别省市:

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