本發(fā)明涉及電子通信，尤其涉及一種多孔核殼狀吸波氣凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、信息技術(shù)的日益普及造成環(huán)境電磁的產(chǎn)生電磁波(emw)污染給人們帶來了各種風(fēng)險，裝備利用和軍事安全。傳統(tǒng)電磁屏蔽材料雖然具有高效的屏蔽效能，但嚴(yán)重的電磁波二次污染使電磁環(huán)境趨于復(fù)雜化。因此，開發(fā)高阻抗匹配的emw吸收劑就顯得尤為重要。

2、大量研究發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合材料中引入磁性組分提供磁損耗與構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)是緩解材料與自由空間之間阻抗失配的關(guān)鍵策略，可以使得更多的電磁波進(jìn)入復(fù)合材料內(nèi)部，增強材料內(nèi)部的多重反射和散射。

3、高性能的emw吸波器離不開選用優(yōu)良的吸波材料。兩維(2d)材料，如石墨烯(go)，mos2，層狀雙氫氧化物(ldhs)，mxenes等獨特的原子層厚度，高比表面積，卓越的加工性能引起了廣泛的關(guān)注，但是單一的二維材料會引起嚴(yán)重的阻抗失配造成電磁波的二次輻射。

4、cofe2o4因其價格低廉，制備方法簡單，具有磁性而被廣泛應(yīng)用于吸波領(lǐng)域。但是cofe2o4存在損耗方式單一，密度大，顆粒易cofe2o4團聚等問題，難以滿足新型吸波材料的要求。為了改善cofe2o4密度大的問題，可以通過改變制備工藝，合成具有空心結(jié)構(gòu)的材料，一方面減少材料的密度，另一方面可以使得材料與空氣的阻抗匹配特性更好。

5、近年來，用于屏蔽的生物質(zhì)材料以其低成本、可再生性等優(yōu)點受到了廣泛關(guān)注。明膠是由動物的皮膚、骨等中膠原水解后非晶體天然高分子，主要由氨基和羧基相連而成的蛋白質(zhì)大分子鏈組成，具有高密度、易于功能化的功能表面基團等特點。羥乙基纖維素表面有豐富的羥基基團，能夠很容易與明膠等聚合物的分子鏈作用形成氫鍵。高分子氣凝膠通常具有穩(wěn)定的物理性能，保持較低密度和高空隙率，良好的韌性，易于加工成型。現(xiàn)有技術(shù)缺乏一種結(jié)合石墨烯、cofe2o4和明膠/羥乙基纖維素氣凝膠優(yōu)良特性的吸波材料。

6、因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種多孔核殼狀吸波氣凝膠及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述背景技術(shù)部分中所提到的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的內(nèi)容如下：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，包括：

4、提供或制備明膠/羥乙基纖維素氣凝膠；

5、提供或制備中空cofe2o4@石墨烯復(fù)合材料的分散液；

6、將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠浸漬在所述分散液中；

7、將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠從所述分散液中取出并干燥，獲得多孔核殼狀吸波氣凝膠。

8、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，所述制備明膠/羥乙基纖維素氣凝膠包括：

9、將明膠和羥乙基纖維素加入到蒸餾水中并水浴加熱，獲得明膠/羥乙基纖維素溶液；

10、將戊二醛溶液作為交聯(lián)劑加入所述明膠/羥乙基纖維素溶液中并攪拌均勻，獲得交聯(lián)混合溶液；

11、對所述交聯(lián)混合溶液進(jìn)行預(yù)凍再冷凍干燥，獲得明膠/羥乙基纖維素氣凝膠。

12、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，明膠和羥乙基纖維素的質(zhì)量比為(1-3):1，羥乙基纖維素與蒸餾水的比例為1g:(40～60)ml；水浴加熱的溫度為70～100℃；預(yù)凍的溫度為2～5℃，預(yù)凍的時間為2～4h；冷凍干燥的溫度為-50～-20℃，冷凍干燥的時間為30～50h。

13、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，所述制備中空cofe2o4@石墨烯復(fù)合材料的分散液包括：

14、將水合氯化鐵、水合氯化鈷和乙二醇混合均勻，得到第一溶液；

15、向所述第一溶液中加入聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和尿素混合均勻，獲得第二溶液；

16、將所述第二溶液加熱至第一溫度后保溫第一時間，之后通過磁力從所述第二溶液中收集第一反應(yīng)產(chǎn)物并洗滌干燥后獲得空心cofe2o4粉末；

17、將所述空心cofe2o4粉末加入到陽離子聚電解質(zhì)-聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液中攪拌均勻，收集第二反應(yīng)產(chǎn)物并洗滌干燥后獲得pdda-cofe2o4復(fù)合材料；

18、將所述pdda-cofe2o4復(fù)合材料加入到預(yù)先準(zhǔn)備的石墨烯溶液中，充分?jǐn)嚢韬螳@得中空cofe2o4@石墨烯復(fù)合材料的分散液。

19、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，水合氯化鐵和水合氯化鈷的摩爾質(zhì)量比為(2～3)：1；水合氯化鐵和乙二醇的比例為1mmol:(10～30)ml；乙二醇和聚乙二醇的體積比為(10～30)：1；聚乙烯吡咯烷酮和尿素的質(zhì)量比為(1～2):1；所述第一溫度為150～300℃，所述第一時間為6～10h。

20、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，所述第一反應(yīng)產(chǎn)物的洗滌方式為去離子水和無水乙醇交替洗滌；所述第一反應(yīng)產(chǎn)物干燥的方式為60～100℃真空干燥2～5h；所述第二反應(yīng)產(chǎn)物的洗滌方式為采用無水乙醇洗滌，所述第二反應(yīng)產(chǎn)物的干燥的方式為60～100℃真空干燥1～3h；所述pdda-cofe2o4復(fù)合材料與所述石墨烯溶液中石墨烯的質(zhì)量比為(2～4)：1。

21、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，所述將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠浸漬在所述分散液中包括：將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠浸漬到所述分散液中第二時間。

22、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，所述分散液中溶質(zhì)的質(zhì)量為20～40mg/ml；所述第二時間為2～5h.

23、在本發(fā)明第一方面一種可選的實施方式中，所述將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠從所述分散液中取出并干燥，獲得多孔核殼狀吸波氣凝膠包括：

24、將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠從所述分散液中取出并至于70～100℃下干燥，獲得多孔核殼狀吸波氣凝膠。

25、本發(fā)明第二方面提供了一種多孔核殼狀吸波氣凝膠，由上述第一方面任一項所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法制成。

26、有益效果：本發(fā)明提供了一種多孔核殼狀吸波氣凝膠及其制備方法，多孔核殼狀吸波氣凝膠制備方法包括提供或制備明膠/羥乙基纖維素氣凝膠；提供或制備中空cofe2o4@石墨烯復(fù)合材料的分散液；將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠浸漬在所述分散液中；將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠從所述分散液中取出并干燥，獲得多孔核殼狀吸波氣凝膠。本發(fā)明基于明膠/羥乙基纖維素氣凝膠并以中空cofe2o4@石墨烯復(fù)合材料為電磁波吸收劑通過浸漬法制備多孔核殼狀吸波氣凝膠，氣凝膠多孔結(jié)構(gòu)和中空cofe2o4@石墨烯復(fù)合材料可以有效改善阻抗失配現(xiàn)象降低電磁波的反射，且cofe2o4具有磁性來對電磁波進(jìn)行磁損耗。

技術(shù)特征：

1.一種多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述制備明膠/羥乙基纖維素氣凝膠包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，明膠和羥乙基纖維素的質(zhì)量比為(1-3):1，羥乙基纖維素與蒸餾水的比例為1g:(40～60)ml；水浴加熱的溫度為70～100℃；預(yù)凍的溫度為2～5℃，預(yù)凍的時間為2～4h；冷凍干燥的溫度為-50～-20℃，冷凍干燥的時間為30～50h。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述制備中空cofe2o4@石墨烯復(fù)合材料的分散液包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，水合氯化鐵和水合氯化鈷的摩爾質(zhì)量比為(2～3)：1；水合氯化鐵和乙二醇的比例為1mmol:(10～30)ml；乙二醇和聚乙二醇的體積比為(10～30)：1；聚乙烯吡咯烷酮和尿素的質(zhì)量比為(1～2):1；所述第一溫度為150～300℃，所述第一時間為6～10h。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)產(chǎn)物的洗滌方式為去離子水和無水乙醇交替洗滌；所述第一反應(yīng)產(chǎn)物干燥的方式為60～100℃真空干燥2～5h；所述第二反應(yīng)產(chǎn)物的洗滌方式為采用無水乙醇洗滌，所述第二反應(yīng)產(chǎn)物的干燥的方式為60～100℃真空干燥1～3h；所述pdda-cofe2o4復(fù)合材料與所述石墨烯溶液中石墨烯的質(zhì)量比為(2～4)：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠浸漬在所述分散液中包括：將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠浸漬到所述分散液中第二時間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述分散液中溶質(zhì)的質(zhì)量為20～40mg/ml；所述第二時間為2～5h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠從所述分散液中取出并干燥，獲得多孔核殼狀吸波氣凝膠包括：

10.一種多孔核殼狀吸波氣凝膠，其特征在于，由權(quán)利要求1-9任一項所述的多孔核殼狀吸波氣凝膠的制備方法制成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種多孔核殼狀吸波氣凝膠及其制備方法，多孔核殼狀吸波氣凝膠制備方法包括提供或制備明膠/羥乙基纖維素氣凝膠；提供或制備中空CoFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;@石墨烯復(fù)合材料的分散液；將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠浸漬在所述分散液中；將所述明膠/羥乙基纖維素氣凝膠從所述分散液中取出并干燥，獲得多孔核殼狀吸波氣凝膠。本發(fā)明基于明膠/羥乙基纖維素氣凝膠并以中空CoFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;@石墨烯復(fù)合材料為電磁波吸收劑通過浸漬法制備多孔核殼狀吸波氣凝膠，氣凝膠多孔結(jié)構(gòu)和中空CoFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;@石墨烯復(fù)合材料可以有效改善阻抗失配現(xiàn)象降低電磁波的反射，且CoFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;具有磁性來對電磁波進(jìn)行磁損耗。

技術(shù)研發(fā)人員：郭世豪,王欽,虞成城
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市信維通信股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23