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(xiǎn)，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(qiáng)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(dú)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(huì)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(jià)格低廉，制備方法簡(jiǎn)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(tuán)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(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。明膠是由動(dòng)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(tuán)等特點(diǎn)。羥乙基纖維素表面有豐富的羥基基團(tuán)，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?，F(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(shí)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)間為2～4h；冷凍干燥的溫度為-50～-20℃，冷凍干燥的時(shí)間為30～50h。

13、在本發(fā)明第一方面一種可選的實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間為6～10h。

20、在本發(fā)明第一方面一種可選的實(shí)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(shí)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(shí)間。

22、在本發(fā)明第一方面一種可選的實(shí)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(shí)間為2～5h.

23、在本發(fā)明第一方面一種可選的實(shí)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(xiàng)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(duì)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(shí)間為2～4h；冷凍干燥的溫度為-50～-20℃，冷凍干燥的時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(xiàng)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(duì)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