[发明专利]一种微波发热体氧化锌及其制备方法和应用

说明书

一种微波发热体氧化锌，所述氧化锌具有棒状、片状的微纳结构。此结构赋予了氧化锌多重界面，从而更有利于其实现阻抗匹配，利于微波吸收和热转换，其在2.45GHz微波频率辐射下能快速吸收并转化为热能，15‑180秒可升温至300‑1200℃。

技术领域

本发明属于吸波材料领域，具体涉及一种微波发热体氧化锌及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子设备的迅速发展，其使用时的电磁辐射对周边设备的性能、人体健康和周围环境带来的潜在危害，近年来引起了人们的广泛关注，吸波材料是一类具有优良电磁波存储和损耗性能的介质，可将入射的电磁波能量捕获在材料内部并通过介电损耗和磁损耗机制将其转化为热能或其他形式的能量。(In Situ Synthesis of Hierarchical Rose-Like Porous Fe@C with Enhanced Electromagnetic Wave Absorption.J.Mater.Chem.C2018,6(3),558-567.)

氧化锌是一种多功能材料，具有独特的物理和化学特性，例如高化学稳定性，高电化学耦合系数，辐射吸收范围广和高光稳定性；在材料科学领域，氧化锌由于具有宽带隙、高键能被归为重要的半导体材料；而其具备的优异硬度、刚度和压电常数使其成为陶瓷工业中的重要材料；其低毒性、生物相容性和生物可降解性使其成为生物医学和生态系统中的重要材料。(A comprehensive review of ZnO materials anddevices.J.Appl.Phys.2005,98.)

对于微波吸收材料，微波吸收剂的微观形态和尺寸对于微波衰减能力影响较大，同种材料的不同微观形貌所表现的微波吸收性能往往千差万别，氧化锌由于具有多种多样的1D、2D、3D结构，有利于其实现阻抗匹配，产生界面极化，最终导致微波能量以热的形式耗散，从而实现微波耗散特性，使氧化锌成为重要的吸波材料。(Zinc Oxide-From Synthesisto Application:A Review.Materials,7(4),2833–2881.)

Klofac使用醋酸锌二水合物、氨水、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵在微波辐射下合成出了棒状氧化锌，通过调整表面活性剂又合成了花瓣状氧化锌；Phuruangrat使用硝酸锌六水合物、四氮六甲圜、氢氧化钠在微波辐射下成功合成了具有平面棱锥和六棱锥尖的花瓣状ZnO(Preparation of Flower-Like ZnO Microparticles by MicrowaveAssisted Synthesis；NanoCon:Brno,Czech,2012.；Controlling morphologies andgrowth mechanism of hexagonal prisms with planar and pyramid tips of ZnOmicroflowers by microwave radiation.Ceramics International,40(7),9069–9076)。

但上述氧化锌的合成过程常需要在高压条件下，使用表面活性剂作为助剂才能实现，另外，所合成的氧化锌往往在高频波段产生吸收，而在工业、科学和医疗领域所用的2.45GHz波段不具备吸收，从而限制了其在相关领域的应用。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种微波发热体氧化锌。

本发明的第二个目的在于提供一种微波发热体氧化锌的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种微波发热体氧化锌的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种微波发热体氧化锌，所述氧化锌具有棒状、片状的微纳结构。

根据本发明，所述氧化锌是负载在碳材料上形成；

根据本发明，所述氧化锌是负载在碳材料上形成，再除去碳材料而获得的。