CN110480026B - 一种纳米复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种纳米复合材料及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN110480026B
CN110480026B CN201910617377.4A CN201910617377A CN110480026B CN 110480026 B CN110480026 B CN 110480026B CN 201910617377 A CN201910617377 A CN 201910617377A CN 110480026 B CN110480026 B CN 110480026B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction medium
salt
wave
nickel
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910617377.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110480026A (zh
Inventor
陆伟
向震
熊娟
邓柏闻
刘志成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201910617377.4A priority Critical patent/CN110480026B/zh
Publication of CN110480026A publication Critical patent/CN110480026A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110480026B publication Critical patent/CN110480026B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/07—Metallic powder characterised by particles having a nanoscale microstructure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials

Abstract

本发明公开了一种纳米复合材料及其制备方法和用途，涉及功能材料领域。本发明的制备方法至少包括以下步骤：提供一反应介质；将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，并进行保温处理和/或表面处理步骤，获得一中间体；对所述中间体在惰性气体氛围下进行热处理，获得所述纳米复合材料。本发明所制备的复合材料克服了现有技术中所存在的吸波材料难以满足强吸收能力、宽吸收带、轻量化、薄匹配厚度等要求的技术缺陷。

Description

一种纳米复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于功能材料领域，具体涉及一种纳米复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
为了解决日常生活中的电磁辐射和干扰给人们生活带来的诸多问题，研究人员一直在努力开发高效的具有强吸收能力、宽吸收带、轻量化、薄匹配厚度的吸波材料。根据吸波损耗机制，吸波材料可分为磁损耗型和电损耗型吸波材料。就吸波材料发展现状来看，传统电磁波吸收材料的微波吸收性能已经得到了改进，尽管如此，单一组分的吸波材料仍然难以同时满足所有上述要求(“强、宽、轻、薄”)。为了克服上述缺点，目前广泛采用的方法是将电介质与磁介质材料进行物理混合，对材料成分调节进而增强或调整材料吸波性能。因此，为了实现复合材料优异的吸波性能，实现吸波材料成分可调是研究开发新型吸波材料的首要目标。
本发明提供了一种纳米复合材料及其制备方法，很好地解决了上述存在的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料及其制备方法和用途，克服现有技术中所存在的吸波材料难以满足强吸收能力、宽吸收带、轻量化、薄匹配厚度等要求的技术缺陷。
为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的，一种纳米复合材料的制备方法，所述制备方法至少包括如下步骤：
提供一反应介质；
将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，并进行保温处理和表面处理步骤，获得一中间体；
对所述中间体在惰性气体氛围下进行热处理，获得所述纳米复合材料。
在一实施例中，所述镍盐与所述钴盐的摩尔比为0～3.0。
在一实施例中，所述反应介质为甲醇、乙醇和二甲基甲酰胺中的一种。所述镍盐和所述钴盐的总物质的量与所述反应介质的摩尔比为4.4:1728-1800。
在一实施例中，所述芳香多元羧酸与所述镍盐的摩尔比为0.4～0.6。所述芳香多元羧酸为均苯三甲酸、对苯二甲酸和对甲苯甲酸中的一种或多种组合。
在一实施例中，所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍和氯化镍中的一种或多种组合。所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴和氯化钴中的一种或多种组合。
在一实施例中，所述热处理过程中的热处理温度为500～700℃。所述热处理过程中的热处理升温速率为5～20℃/min。所述热处理保温时间为60～180min。
在一实施例中，所述保温处理过程中的保温温度为120℃～150℃。所述保温处理过程中的保温时间为24～32h。
在一实施例中，所述表面处理，包括洗涤、干燥和冷却。所述洗涤包括将所述保温处理过的样品离心后，分别用所述反应介质、去离子水进行清洗，并分别清洗三遍。所述干燥是将所述样品置于烘箱中，在60-80℃下干燥12-24h。
在一实施例中，所述惰性气体为氮气或氩气中的一种。
本发明还提供了一种所述制备方法所制备的纳米复合材料。
在一实施例中，所述纳米复合材料的吸波带宽为3.3-18.0GHz。
本发明还提供了一种所述制备方法制备的纳米复合材料在电磁波吸收材料领域的用途。
本发明通过镍钴金属纳米磁性颗粒(NiCo)与多孔碳的协同作用，利用NiCo双金属基金属有机骨架材料为模板，制备一种高吸收性能的NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料。本发明所采用的方法简单、稳定、可控，所获得复合吸波材料吸波性能优异，且性能稳定。
附图说明
图1为实施例中NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料的磁学性能曲线图；
图2为实施例中NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料的X射线衍射(XRD)图谱；
图3为实施例中Ni1Co2@NPC的透射电子显微镜(TEM)显微形貌图；
图4为实施例中Ni1Co1@NPC的透射电子显微镜(TEM)显微形貌图；
图5为实施例中Ni2Co1@NPC的透射电子显微镜(TEM)显微形貌图；
图6为实施例中NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料的比表面积曲线图；
图7为实施例中Ni1Co2@NPC的吸波性能曲线图；
图8为实施例中Ni1Co1@NPC的吸波性能曲线图；
图9为实施例中Ni2Co1@NPC的吸波性能曲线图；
图10为对比例中Ni@NPC的吸波性能曲线图；
图11为对比例中Co@NPC的吸波性能曲线图；
图12为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本发明提供一种纳米复合材料的制备方法，所述制备方法至少包括如下步骤：
将镍盐和钴盐按照摩尔比为0～3.0的比例加入到反应介质中混合，其中，镍盐和钴盐的总物质的量维持在4.4mmol，室温下搅拌2-4h，获得A溶液；
将芳香多元羧酸溶于所述反应介质中，室温下搅拌2-4h，获得B溶液，将所述A溶液加入到所述B溶液中，在室温下搅拌，将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，获得前驱体反应溶液；
将所述前驱体反应溶液转入到水热釜中，在恒温箱温度120℃～150℃下，保温24-32小时后，冷却至室温；之后将所得样品离心后，分别用所述有机溶剂、去离子水对沉淀进行清洗，并分别清洗三遍，并将所得样品置于60-80℃烘箱中烘干12-24小时，获得中间体(即前驱体)；
将所述中间体在惰性气体氛围下，以5～20℃/min升温速率，升温至500-700℃并保温60-180分钟，之后冷却至室温得到产品，获得所述纳米复合材料。
上述反应介质中由于甲醇与镍盐和钴盐的相容性最好，以下列举的实施例以甲醇为例进行说明，芳香多元羧酸以均苯三甲酸为例进行说明。
在一实施例中，本发明提供一种纳米复合材料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
将六水合硝酸镍与六水合硝酸钴以摩尔比n(Ni+)/n(Co+)＝1/2的比例，混合溶解于40mL甲醇中，其中，六水合硝酸镍与六水合硝酸钴的总物质的量维持在4.4mmol，25℃下搅拌2小时，获得A1溶液；
将2.4mmol均苯三甲酸溶于30mL甲醇中，25℃下搅拌2小时，获得B1溶液；
将所述A1溶液加入到所述B1溶液中，在25℃下搅拌2小时，将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，获得A1B1前驱体反应溶液；
将所述A1B1前驱体反应溶液转入100mL特氟隆水热釜中，在恒温箱120℃下，保温32小时后，冷却至室温；之后将所得样品离心后，分别用甲醇、去离子水对沉淀进行清洗，并分别清洗三遍，并将所得样品置于60℃烘箱中烘干24小时；
将烘干后的样品在氩气氛围下，以5℃/min升温速率，升温至500℃并保温180分钟，之后冷却至室温得到产品，获得所述纳米复合材料，具体为Ni1Co2金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料，记为Ni1Co2@NPC。
上述六水合硝酸镍与六水合硝酸钴的总物质的量维持在4.4mmol的原因是：(1)金属离子与有机配体自组装实验的最佳比例；(2)使双金属镍和钴之间通过协同作用达到最高的比表面积。
在一实施例中，本发明提供一种纳米复合材料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
将六水合硝酸镍与六水合硝酸钴以摩尔比n(Ni+)/n(Co+)＝1/1的比例，溶解于40mL甲醇，六水合硝酸镍与六水合硝酸钴的总物质的量维持在4.4mmol，25℃下搅拌2小时，获得A2溶液；
将2.4mmol均苯三甲酸溶于30mL甲醇中，25℃下搅拌2小时，获得B2溶液；
将所述A2溶液加入到所述B2溶液中，在25℃下搅拌2小时，将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，获得A2B2前驱体反应溶液；
将所述A2B2前驱体反应溶液转入100mL特氟隆水热釜中，在恒温箱135℃下，保温28小时后，冷却至室温，之后将所得样品离心后，分别用甲醇、去离子水对沉淀进行清洗，并分别清洗三遍，并将所得样品置于60℃烘箱，烘干24小时；
将烘干后样品在氩气氛围下，以10℃/min升温速率，升温至600℃并保温120分钟，之后冷却至室温得到所需产品，获得所述纳米复合材料，具体为Ni1Co1金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料，记为Ni1Co1@NPC。
在一实施例中，本发明提供一种纳米复合材料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
将六水合硝酸镍与六水合硝酸钴以摩尔比n(Ni+)/n(Co+)＝2/1的比例，溶解于40mL甲醇，六水合硝酸镍与六水合硝酸钴的总物质的量维持在4.4mmol，在25℃下搅拌2小时，获得A3溶液；
将2.4mmol均苯三甲酸溶于30mL甲醇，25℃下搅拌2小时，获得B3溶液；
将所述A3溶液加入到所述B3溶液中，在25℃下搅拌2小时，将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，获得A3B3前驱体反应溶液；
将所述A3B3前驱体反应溶液转入100mL Teflon水热釜，在恒温箱150℃下，保温24小时后，冷却至室温，之后将所得样品离心后，分别用甲醇、去离子水对沉淀进行清洗，并分别清洗三遍，并将所得样品置于60℃烘箱，烘干24小时；
将烘干后的样品在氩气氛围下，以20℃/min升温速率，升温至700℃并保温60分钟，之后冷却至室温得到产品，获得所述纳米复合材料，具体为Ni2Co1金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料，记为Ni2Co1@NPC。
在一对比例中，本发明提供一种纳米复合材料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
将1.28g六水合硝酸镍溶解于40mL甲醇，六水合硝酸镍的总物质的量维持在4.4mmol，在25℃下搅拌2小时，获得A4溶液；
将2.4mmol均苯三甲酸溶于30mL甲醇，25℃下搅拌2小时，获得B4溶液；
将所述A4溶液加入到所述B4溶液中，在25℃下搅拌2小时，将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，获得A4B4前驱体反应溶液；
将所述A4B4前驱体反应溶液转入100mL Teflon水热釜，在恒温箱150℃下，保温24小时后，冷却至室温，之后将所得样品离心后，分别用甲醇、去离子水对沉淀进行清洗，并分别清洗三遍，并将所得样品置于60℃烘箱，烘干24小时；
将烘干后的样品在氩气氛围下，以20℃/min升温速率，升温至600℃并保温60分钟，之后冷却至室温得到产品，获得所述纳米复合材料，具体为Ni金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料，记为Ni@NPC。
在一对比例中，本发明提供一种纳米复合材料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
将1.28g六水合硝酸钴溶解于40mL甲醇，六水合硝酸镍的总物质的量维持在4.4mmol，在25℃下搅拌2小时，获得A5溶液；
将2.4mmol均苯三甲酸溶于30mL甲醇，25℃下搅拌2小时，获得B5溶液；
将所述A5溶液加入到所述B5溶液中，在25℃下搅拌2小时，将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到香多元羧酸，获得A5B5前驱体反应溶液；
将所述A5B5前驱体反应溶液转入100mL Teflon水热釜，在恒温箱150℃下，保温24小时后，冷却至室温，之后将所得样品离心后，分别用甲醇、去离子水对沉淀进行清洗，并分别清洗三遍，并将所得样品置于60℃烘箱，烘干24小时；
将烘干后的样品在氩气氛围下，以20℃/min升温速率，升温至700℃并保温60分钟，之后冷却至室温得到产品，获得所述纳米复合材料，具体为Co金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料，记为Co@NPC。
性能测试
表1中提供了实施例中NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料的物相结构、比表面积、磁性能和吸波性能以及对比例中单金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料的物相结构、比表面积、磁性能和吸波性能。
1、对实施例中的NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料进行磁学性能检测，请参阅图1及表1，通过物理性能测量***(量子设计有限公司制造)获得复合材料的磁学性能，如图1所示，其中曲线a代表Ni1Co2@NPC，曲线b代表Ni1Co1@NPC，曲线c代表Ni2Co1@NPC，由图可见曲线a的磁学性能比曲线b的磁学性能好，曲线b的磁学性能比曲线c的磁学性能好。
2、对实施例中的NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料进行物相结构确定，请参阅表1及图2，采用照射源为Cu-Kα
Figure BDA0002124390530000081
的X射线衍射(简称XRD)，分别对3个实施例中所制得的复合吸波材料进行物相结构确定，其中曲线a代表Ni1Co2@NPC，曲线b代表Ni1Co1@NPC，曲线c代表Ni2Co1@NPC。从图2中可以看出，所制得的复合吸波材料主要是NiCo物相，对XRD数据进行分析，通过使用Jade软件的WPF细化模块计算NiCo物相的晶体尺寸，3个实施例中制得的NiCo物相的晶体尺寸分别为20nm、32nm和46nm。由此说明，本发明中不同的Ni和Co摩尔配比和热处理温度对最终材料的物相没有影响，但是随着热分解温度的升高，其NiCo金属纳米颗粒尺寸逐渐增大。
3、对实施例中的NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料进行显微形貌分析，请参阅图3至图5所示，通过透射电子显微镜(简称TEM)分别观察3个实施例中所制得的复合吸波材料的样品形貌，其中图3代表Ni1Co2@NPC的显微形貌图、图4代表Ni1Co1@NPC的显微形貌图、图5代表Ni2Co1@NPC的显微形貌图。从图中可以看出，3个实施例所制得的复合吸波材料均为核壳结构，Ni1Co2@NPC中NiCo金属纳米颗粒为24nm，Ni1Co1@NPC中NiCo金属纳米颗粒为35nm，Ni2Co1@NPC中NiCo金属纳米颗粒为50nm。
4、对实施例中的NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料进行比表面积测量，请参阅表1及图6，采用Quad-rasorb-SI仪记录分别记录3个实施例中所制得的复合吸波材料的的氮气吸附-释放曲线，并用Brunauer-Emmett-Teller(BET)法分别测量三者的比表面积，结果如图6所示，从图中可以看出，3个实施例中所制得的复合吸波材料的比表面积依次是91m2/g、73m2/g、70m2/g，随着热分解温度的提高，复合吸波材料的比表面积逐渐减小；这主要是由于NiCo-MOFs纳米颗粒在热分解过程中不断坍塌，磁性纳米颗粒不断长大造成的。但是所制备的纳米电磁复合材料仍具有多孔性，较高的比表面积，这将有利于提高复合材料的微波吸收性能。
其中，氮气吸附-释放曲线的测试的测试方法为：采用相同的实验操作方法和处理方式对不同热分解温度得到的样品进行氮气吸附-释放曲线的测试。具体方法包括：(1)仪器开机，氮气瓶调节减压阀；(2)将确定质量的样品装入样品管中进行脱气处理；选择脱气温度为300℃，脱气时间为四个小时；(3)对脱气后的样品进行分析，杜瓦瓶灌满液氮，打开软件对分析站进行程序参数设置并开始分析；(4)数据处理并得到样品比表面积和孔径分布等数值。
5、对实施例中的NiCo金属纳米颗粒与纳米多孔碳复合吸波材料进行吸波性能测试，请参阅表1及图7至图9，分别取3个实施例中的复合吸波材料，均匀分散到石蜡中，使复合吸波材料占复合吸波材料和石蜡总质量的40％，将其压制成外径为7.0mm、内径为3.04mm且不同厚度的环形件，其中厚度分别为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm.、4.5mm、5mm。
采用矢量网络分析仪测试其电磁参数，并计算得到吸波性能，其中测试频率范围为2-18GHz，具体过程为：采用安捷伦N5224A矢量网络分析仪，使用同轴线法测量网络散射参量S参数，根据材料样品的传输线反射与传输系数计算得到样品材料的相对复介电常数和相对复数磁导率。根据以下公式：
Zin＝Z0(μr/εr)1/2tan h[j(2πfd/c)×(μr·εr)1/2] (1)
Figure BDA0002124390530000091
得到样品对电磁波的反射损耗RL值，上式中，Zin为吸收体输入阻抗；Z0为自由空间阻抗；ur为相对复磁导率；f为电磁波频率；j为传输系数；d为吸收体厚度；c为光速；εr为相对复介电常数。
所得到的复合吸波材料的反射损耗随频率的变化曲线如图7至图9所示。从图9中可以看出，实施例中所得产物Ni1Co2@NPC复合吸波材料厚度范围为2-5mm，其吸波带宽(RL<-10dB)为4.0-18.0GHz，在频率为8.8GHz，试样厚度为3.0mm时，RLmin为-42.5dB。从图8中可以看出，实施例中所得产物Ni1Co1@NPC复合吸波材料厚度范围为1.5-5mm，其吸波带宽(RL<-10dB)为3.9-18.0GHz，在频率为14.5GHz，试样厚度为2.0mm时，RLmin为-22.3dB。从图7中可以看出，实施例中所得产物Ni2Co1@NPC复合吸波材料厚度范围为1.5-5mm，其吸波带宽(RL<-10dB)为3.3-18.0GHz，在频率为14.2GHz，试样厚度为2.0mm时，RLmin为-28.9dB。
图10和图11分别为对比例中Ni@NPC和Co@NPC的复合吸波材料的反射损耗随频率的变化曲线，从图7-图11以及表1中可看出，相比Ni@NPC和Co@NPC单一组分的吸波材料，NiCo@NPC复合材料具有优异的吸波性能。
表1
Figure BDA0002124390530000101
表1中的符号含义如下：
Ms—饱和磁化强度，Hc—矫顽力，RLmin—最小反射损耗，f—频带宽度，d—匹配厚度。
综上，本发明所述一或更多实施例所制备的纳米复合材料具有宽频强吸收优异的吸波性能。金属纳米磁性颗粒(NiCo)、纳米多孔碳两者之间的协同作用通过电损耗和磁损耗共同作用促进了本发明纳米复合吸波材料优异的吸波性能。将本发明所述一或更多实施例所制备的纳米复合材料应用于电磁波吸收材料领域，实现了材料成分可调的目标，进而增强了材料的吸波性能。
本发明所述一或更多实施例通过简单的化学合成和热分解工艺能制备出宽频强吸收的纳米复合吸波材料。本发明中工艺参数能有效的调控复合材料物相成分、微观结构，最终调控其吸波性能。本发明复合吸波材料制备工艺可控稳定、简单易行，从而大大推进了工业化生产，对于纳米复合吸波材料的广泛应用和发展具有重要的意义。此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以***其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以***其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括如下步骤：
提供一反应介质；
将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，并进行保温处理和表面处理步骤，获得一中间体；
对所述中间体在惰性气体氛围下进行热处理，获得所述纳米复合材料；
其中，所述镍盐和所述钴盐的总物质的量与所述反应介质的摩尔比为4.4:1728-1800；所述纳米复合材料的吸波带宽为3.3-18.0GHz；其中，将镍盐和钴盐按照摩尔比为0～3.0的比例加入到反应介质中混合，其中，镍盐和钴盐的总物质的量维持在4.4mmol，室温下搅拌2-4h，获得A溶液；将芳香多元羧酸溶于所述反应介质中，室温下搅拌2-4h，获得B溶液，将所述A溶液加入到所述B溶液中，在室温下搅拌，将镍盐和钴盐通过所述反应介质负载到芳香多元羧酸，获得前驱体反应溶液；将所述前驱体反应溶液转入到水热釜中，在恒温箱温度120℃～150℃下，保温24-32小时后，冷却至室温；之后将所得样品离心后，分别用有机溶剂、去离子水对沉淀进行清洗，并分别清洗三遍，并将所得样品置于60-80℃烘箱中烘干12-24小时，获得中间体；将所述中间体在惰性气体氛围下，以5～20℃/min升温速率，升温至500-700℃并保温60-180分钟，之后冷却至室温得到产品，获得所述纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍盐与所述钴盐的摩尔比为0～3.0。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应介质为甲醇、乙醇和二甲基甲酰胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芳香多元羧酸与所述镍盐的摩尔比为0.4～0.6。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芳香多元羧酸为均苯三甲酸、对苯二甲酸和对甲苯甲酸中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍和氯化镍中的一种或多种组合。
7.一种纳米复合材料，由如权利要求1-6任一项所述的制备方法制得。
CN201910617377.4A 2019-07-10 2019-07-10 一种纳米复合材料及其制备方法和用途 Active CN110480026B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910617377.4A CN110480026B (zh) 2019-07-10 2019-07-10 一种纳米复合材料及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910617377.4A CN110480026B (zh) 2019-07-10 2019-07-10 一种纳米复合材料及其制备方法和用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110480026A CN110480026A (zh) 2019-11-22
CN110480026B true CN110480026B (zh) 2020-12-11

Family

ID=68546888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910617377.4A Active CN110480026B (zh) 2019-07-10 2019-07-10 一种纳米复合材料及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110480026B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112143460A (zh) * 2020-09-25 2020-12-29 同济大学 一种基于金属有机框架材料的复合吸波材料及其制备方法和应用
CN112251193A (zh) * 2020-09-25 2021-01-22 同济大学 一种基于MXene与金属有机框架的复合吸波材料及其制备方法和应用
CN113260244B (zh) * 2021-05-14 2022-10-04 同济大学 一种复合材料及其制备方法和用途

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7405001B2 (en) * 2005-03-24 2008-07-29 3M Innovative Properties Company Surface modified nanoparticle and method of preparing same
CN101710512B (zh) * 2009-11-20 2011-09-14 哈尔滨工程大学 石墨烯与碳包覆铁磁性纳米金属复合材料及其制备方法
CN104043840B (zh) * 2014-07-01 2016-03-23 北京师范大学 立方相钴镍合金纳米簇-石墨烯复合材料、其制备方法及用途
CN106041113B (zh) * 2016-05-17 2018-09-04 国网重庆市电力公司电力科学研究院 一种纳米吸波材料及制备方法
CN109305917B (zh) * 2017-07-28 2021-11-12 中国石油化工股份有限公司 一种卤代苯胺的合成方法
CN109275329B (zh) * 2018-09-18 2019-08-09 北京科技大学 一种纳米核壳吸波材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110480026A (zh) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qiu et al. Hollow Ni/C microspheres derived from Ni-metal organic framework for electromagnetic wave absorption
Feng et al. Metal organic framework-derived CoZn alloy/N-doped porous carbon nanocomposites: tunable surface area and electromagnetic wave absorption properties
Deng et al. Facile design of a ZnO nanorod–Ni core–shell composite with dual peaks to tune its microwave absorption properties
CN110480026B (zh) 一种纳米复合材料及其制备方法和用途
CN112961650B (zh) 一种三金属有机框架衍生铁镍合金/多孔碳超薄吸波剂及其制备方法
Tan et al. Ferrero Rocher® chocolates-like FeCo/C microspheres with adjustable electromagnetic properties for effective microwave absorption
Zhao et al. Lightweight porous Co 3 O 4 and Co/CoO nanofibers with tunable impedance match and configuration-dependent microwave absorption properties
CN109494038B (zh) 四氧化三铁-纳米多孔碳纳米复合材料及其制备方法与应用
CN111392771B (zh) 壳层形貌可控的核壳结构氮掺杂碳包覆二氧化钛微球复合材料及其制备和应用
Meng et al. The electrochemical preparation and microwave absorption properties of magnetic carbon fibers coated with Fe3O4 films
CN112251193A (zh) 一种基于MXene与金属有机框架的复合吸波材料及其制备方法和应用
CN112143460A (zh) 一种基于金属有机框架材料的复合吸波材料及其制备方法和应用
Liu et al. Bimetallic MOF-derived porous CoNi/C nanocomposites with ultra-wide band microwave absorption properties
CN108124413B (zh) 多孔空心铁纳米球形电磁波吸收材料及制备方法与应用
CN110177449B (zh) 一种碳纳米管基电磁复合吸波材料及其制备方法和用途
CN110628383B (zh) 一种用于吸收电磁波的纳米复合材料的制备方法
He et al. Induced Crystallization‐Controllable Nanoarchitectonics of 3D‐Ordered Hierarchical Macroporous Co@ N‐Doped Carbon Frameworks for Enhanced Microwave Absorption
CN114068166B (zh) 一种多级孔结构碳基磁性复合材料及其制备方法和应用
CN113088252A (zh) 一种铁钴镍合金/碳/石墨烯超薄吸波材料及其制备方法
Jin et al. Controllable synthesis, formation mechanism, and enhanced microwave absorption of dendritic AgFe alloy/Fe 3 O 4 nanocomposites
CN113840528A (zh) 一种mof衍生的复合吸波材料及其制备方法和应用
CN114449877A (zh) 一种核壳Ni/Co合金@氮掺杂碳基吸波复合材料及其制备方法
Zhu et al. A MOF-driven porous iron with high dielectric loss and excellent microwave absorption properties
Weihai et al. Co/C broad band electromagnetic wave absorption composite derived from preferred precursor ZIF-67: preparation and performance
Mao et al. Rational design of two-dimensional flaky Fe/void/C composites for enhanced microwave absorption properties

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant