[发明专利]一种原位合成碳纳米管/金属基耐高温吸波材料的方法及应用

说明书

本发明公开了一种原位合成碳纳米管/金属基耐高温吸波材料的方法及应用，所述方法包括如下步骤：S1.将金属材料的粉末或纤维均匀分散在碳源溶液中，金属材料为金属或金属氧化物；S2.将分散液过滤或沉降之后得到固体，干燥得复合原料；S3.惰性条件下，复合原料在600‑1400℃进行热解；S4.热解产物用酸液或碱液洗涤并再分散，沉淀干燥得到产物。所述原位合成方法能够显著增强金属基于碳纳米管之间的结合力，可与其他材料组合成涂料用于制备涂层，也可以自成膜或纺织物，可长期抵抗200‑300℃的高温，而且吸波频段宽、耐酸碱腐蚀性高，具备良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体为一种原位合成碳纳米管/金属基耐高温吸波材料的方法及应用。

背景技术

电磁波技术在各个领域都有巨大应用价值，与之相伴的电磁污染威胁也越来越大，工业界对吸收电磁波或电磁屏蔽材料的要求也越来越高,特别是在隐身、电磁屏蔽或暗室等各种应用场景。碳纳米管(CNT)具有高介电损耗、高热力学稳定性和低密度等优点，有希望成为优异的新兴吸波材料。金属或合金粉末、铁氧体作为金属基吸波材料已经被广泛应用。国内外常见方法是通过化学镀改性与铁磁材料杂化等方法来制备碳纳米管/纳米金属基复合吸波剂，并显示出比单组分碳纳米管更优异的前景。以上方法存在各组分直接结合不够强导致对纳米金属保护不够的缺陷，此外制备成本高，不利于工业化推广。

针对以上问题，我们提出了一种原位合成法，可大规模制备碳纳米管/金属或金属氧化物复合材料。

发明内容

本发明提供了一种原位合成碳纳米管/金属基耐高温吸波材料的制备方法及应用，克服现有技术中材料结合性差导致对纳米金属保护不够影响材料性能等缺陷。

为实现上述目的，本发明的方案如下：

一种原位合成碳纳米管/金属基耐高温吸波材料的方法，包括如下步骤：

S1.将金属材料的粉末或纤维均匀分散在碳源溶液中，金属材料为金属或金属氧化物；

S2.将分散液过滤或沉降之后得到固体，干燥得复合原料；

S3.惰性条件下，复合原料在600-1400℃进行热解；

S4.热解产物用酸液或碱液洗涤并再分散，沉淀干燥得到产物。

进一步地，所述金属为选自Fe,Co,Ni,Mn,Cu,Ag,Zn元素中的一种金属，或选自两种的复合金属；所述金属氧化物选自Fe,Co,Ni,Mn,Cu,Ag,Zn的氧化物中的至少一种。

进一步地，所述粉末或纤维均为微米至纳米级。

进一步地，所述碳源为纤维素或人造纤维。

进一步地，所述步骤S1中使用表面活性剂或分散剂将金属材料分散于碳源溶液中。

进一步地，所述步骤S1中金属元素与碳元素质量比为(0.01-1)：1。

进一步地，所述步骤S4在干燥前加入含硫聚合物。

进一步地，所述步骤S4所得产物重新分散重复步骤S2至S4得到多次反应的产物。

本发明还提出以上所述原位合成方法在制备吸波材料中的应用，具体的，所述吸波材料用于单独或与配料组合制备涂层或纺织物；所述配料包括氧化硅、玻璃粉、分散剂、防沉剂、有机硅。形成的涂层或膜可长期抵抗200-300℃的高温，而且吸波频段宽、耐酸碱腐蚀性高。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1.本发明提供的原位合成方法通过金属基粉末分散于碳源溶液中，再经高温热解形成碳纳米管/金属基耐高温吸波材料，制备方法简单便捷，成本低，并且能够所得吸波材料中金属基与碳纳米管结合力强，避免了结合力不够影响吸波性能的缺陷。