本發(fā)明屬于功能材料，尤其是涉及復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的進(jìn)步，電磁波已廣泛應(yīng)用于無線通信、醫(yī)療保健、軍事工業(yè)等方面，但電磁波產(chǎn)生的輻射也帶來了一系列的問題，會危害人們的身體健康，影響周圍電子設(shè)備的正常工作，特別是在國防及航空領(lǐng)域會對重要裝備等產(chǎn)生干擾或進(jìn)行探測。為了克服電磁波的不利影響，開發(fā)高性能的吸波材料非常緊迫。

2、石墨烯、碳納米管、納米炭黑等碳材料具有優(yōu)異的介電性能、良好的復(fù)合性能、特殊的微觀結(jié)構(gòu)、質(zhì)輕、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在吸波領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。已有研究表明石墨烯、納米碳管等不但具有較高的電損耗正切角，可以依靠介質(zhì)的電子極化或界面極化衰減來吸收電磁波，而且由于量子限域效應(yīng)，電子在其內(nèi)部的運(yùn)動是沿軸向的，由于電子能量和波矢之間的關(guān)系，表現(xiàn)出金屬或半導(dǎo)體特性，具有優(yōu)良的吸波性能。將碳材料應(yīng)用到復(fù)合吸波材料中時，吸波網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及吸波組分在樹脂基體中的分散性對所得復(fù)合材料的吸波性能有重要影響，但是石墨烯、碳納米管、納米炭黑等碳材料表面惰性，和基體樹脂的相容性較差，難以均勻分散。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明第一個目的在于，提供復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑。

2、為此，本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，多壁碳納米管、氧化石墨烯、納米炭黑分別用二茂鐵衍生物進(jìn)行表面改性，得到三種二茂鐵基改性納米吸波劑，然后至少兩種二茂鐵基改性納米吸波劑進(jìn)行復(fù)合，通過線狀二茂鐵基改性多壁碳納米管、片狀二茂鐵基改性氧化石墨烯、顆粒狀二茂鐵基改性炭黑之間的形狀互補(bǔ)，形成復(fù)合吸波網(wǎng)絡(luò)。

4、在采用上述技術(shù)方案的同時，本發(fā)明還可以采用或者組合如下技術(shù)方案：

5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述二茂鐵衍生物為二茂鐵甲酸。

6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述多壁碳納米管經(jīng)表面羥基化改性，羥基含量為0.3～0.6mmol/g。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述氧化石墨烯經(jīng)表面羥基化改性，羥基含量為0.3～0.6mmol/g。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述納米炭黑經(jīng)表面羥基化改性，羥基含量為0.3～0.6mmol/g。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述二茂鐵基改性納米吸波劑的制備方法包括如下步驟：

10、s1、將二茂鐵甲酸、二氯甲烷和吡啶加入反應(yīng)容器中攪拌至完全溶解，然后緩慢加入草酰氯，于20℃～25℃反應(yīng)0.5小時后再升溫至二氯甲烷回流狀態(tài)反應(yīng)5小時，真空除去溶劑，然后加入沸程為60～90℃的石油醚回流2小時，趁熱過濾得到濾液，真空除去溶劑，干燥后得到二茂鐵甲酰氯；

11、s2、將得到的二茂鐵甲酰氯與表面羥基化改性的納米炭黑或多壁碳納米管或氧化石墨烯、二氯甲烷、三乙胺加入到反應(yīng)容器中，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過濾、洗滌，干燥后獲得二茂鐵基改性納米炭黑或二茂鐵基改性多壁碳納米管或二茂鐵基改性氧化石墨烯。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：步驟s1中，二茂鐵甲酸與表面羥基化改性的納米炭黑或多壁碳納米管或氧化石墨烯的質(zhì)量比為2～10:1。

13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：二茂鐵基改性納米炭黑、二茂鐵基改性多壁碳納米管、二茂鐵基改性氧化石墨烯三種或其中兩種二茂鐵基改性納米吸波劑經(jīng)球磨法復(fù)合而成。

14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：球磨時間為2～10小時，轉(zhuǎn)速為100～500轉(zhuǎn)/分鐘。

15、本發(fā)明還有一個目的在于，提供二茂鐵基復(fù)合納米材料在電磁吸波方面的應(yīng)用。

16、為此，本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

17、二茂鐵基復(fù)合納米材料在電磁吸波方面的應(yīng)用，所述二茂鐵基復(fù)合納米材料由多壁碳納米管、氧化石墨烯、納米炭黑分別用二茂鐵衍生物進(jìn)行表面改性，得到三種二茂鐵基改性納米吸波劑，然后至少兩種二茂鐵基改性納米吸波劑進(jìn)行復(fù)合得到，通過線狀二茂鐵基改性多壁碳納米管、片狀二茂鐵基改性氧化石墨烯、顆粒狀二茂鐵基改性炭黑之間的形狀互補(bǔ)，形成復(fù)合吸波網(wǎng)絡(luò)的二茂鐵基復(fù)合納米材料。

18、本發(fā)明提供復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑、制備方法及應(yīng)用，將多壁碳納米管、氧化石墨烯、納米炭黑分別用二茂鐵衍生物進(jìn)行表面改性，得到三種二茂鐵基改性納米吸波劑，然后至少兩種二茂鐵基改性納米吸波劑進(jìn)行復(fù)合，通過線狀二茂鐵基改性多壁碳納米管、片狀二茂鐵基改性氧化石墨烯、顆粒狀二茂鐵基改性炭黑之間的形狀互補(bǔ)，形成復(fù)合吸波網(wǎng)絡(luò)，具有良好的吸波性能；此復(fù)合吸波劑用于制備吸波涂料時，吸波劑表面修飾的二茂鐵基團(tuán)可以增加其在有機(jī)溶劑中的分散性，促進(jìn)分散效果。本發(fā)明通過對不同形狀碳材料進(jìn)行二茂鐵改性進(jìn)而通過它們復(fù)合過程中形狀的互補(bǔ)形成更好的吸波網(wǎng)絡(luò)，具有良好的吸波性能。

技術(shù)特征：

1.復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：多壁碳納米管、氧化石墨烯、納米炭黑分別用二茂鐵衍生物進(jìn)行表面改性，得到三種二茂鐵基改性納米吸波劑，然后至少兩種二茂鐵基改性納米吸波劑進(jìn)行復(fù)合，通過線狀二茂鐵基改性多壁碳納米管、片狀二茂鐵基改性氧化石墨烯、顆粒狀二茂鐵基改性炭黑之間的形狀互補(bǔ)，形成復(fù)合吸波網(wǎng)絡(luò)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：所述二茂鐵衍生物為二茂鐵甲酸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：所述多壁碳納米管經(jīng)表面羥基化改性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：所述氧化石墨烯經(jīng)表面羥基化改性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：所述納米炭黑經(jīng)表面羥基化改性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：所述二茂鐵基改性納米吸波劑的制備方法包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：步驟s1中，二茂鐵甲酸與表面羥基化改性的納米炭黑或多壁碳納米管或氧化石墨烯的質(zhì)量比為2～10:1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：二茂鐵基改性納米炭黑、二茂鐵基改性多壁碳納米管、二茂鐵基改性氧化石墨烯三種或其中兩種二茂鐵基改性納米吸波劑經(jīng)球磨法復(fù)合而成。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑，其特征在于：球磨時間為2～10小時，轉(zhuǎn)速為100～500轉(zhuǎn)/分鐘。

10.二茂鐵基復(fù)合納米材料在電磁吸波方面的應(yīng)用，其特征在于：所述二茂鐵基復(fù)合納米材料由多壁碳納米管、氧化石墨烯、納米炭黑分別用二茂鐵衍生物進(jìn)行表面改性，得到三種二茂鐵基改性納米吸波劑，然后至少兩種二茂鐵基改性納米吸波劑進(jìn)行復(fù)合得到，通過線狀二茂鐵基改性多壁碳納米管、片狀二茂鐵基改性氧化石墨烯、顆粒狀二茂鐵基改性炭黑之間的形狀互補(bǔ)，形成復(fù)合吸波網(wǎng)絡(luò)的二茂鐵基復(fù)合納米材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供復(fù)合二茂鐵基改性納米吸波劑、制備方法及應(yīng)用，將多壁碳納米管、氧化石墨烯、納米炭黑分別用二茂鐵衍生物進(jìn)行表面改性，得到三種二茂鐵基改性納米吸波劑，然后至少兩種二茂鐵基改性納米吸波劑進(jìn)行復(fù)合，通過線狀二茂鐵基改性多壁碳納米管、片狀二茂鐵基改性氧化石墨烯、顆粒狀二茂鐵基改性炭黑之間的形狀互補(bǔ)，形成復(fù)合吸波網(wǎng)絡(luò)，具有良好的吸波性能；此復(fù)合吸波劑用于制備吸波涂料時，吸波劑表面修飾的二茂鐵基團(tuán)可以增加其在有機(jī)溶劑中的分散性，促進(jìn)分散效果。本發(fā)明通過對不同形狀碳材料進(jìn)行二茂鐵改性進(jìn)而通過它們復(fù)合過程中形狀的互補(bǔ)形成更好的吸波網(wǎng)絡(luò)，具有良好的吸波性能。

技術(shù)研發(fā)人員：俞豪杰,南博華,王立,梁鴻宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19