CN112469259A - 异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电磁波吸收领域，公开了异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料及其制备方法。利用高温裂解等技术手段将异质元素原位掺杂于木本植物基材料的天然孔道结构内部，同时利用此天然结构，构建具有三维直通孔结构的高性能电磁波吸收材料；其中，所述的木本植物为竹子、硬木、软木中的任一种类；所述的异质原子为B、N、O、S、P等中的一种或多种。本发明中的异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料，具有价格低廉、电磁波吸收性能良好、覆盖频率宽、原料广泛、环境友好、制造工艺简单和过程可控等优点。

Description

异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电磁波吸收领域，涉及一种结构独特、性能优异且环境友好的异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料及其制备方法。
背景技术
随着电子信息行业的高速发展，不同种类的电子设备以及不同频率的通讯电磁波已经在人类的日常生活中得到了广泛的应用。但是这些电子以及通讯设备工作时，例如计算机、电视、智能家居、移动电话、通信基站、广播发射系统、雷达系统、卫星定位系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备等，将会不和避免地产生形式、频率、强度各不相同的电磁辐射。这种看不见、摸不着的电磁污染源日益受到各界的关注，被人们称为“隐形杀手”，已成为继水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染。为了减少这类隐形污染，电磁波吸收功能材料逐渐引起人们广泛的关注。
木本植物作为一种天然可再生、绿色环保的优质结构材料，具有来源广泛，价格低廉，易用加工和运输等优点。这种天然材料内部具有独特的三维直通孔结构。但是，其本身对电磁波并没有吸收或屏蔽作用。使用上述材料作为基体材料，利用相关技术手段对其进行改性处理，开发一种具有电磁波吸收作用的复合型材料，不仅可以降低制备成本，制备成环境友好型材料，同时也对推进信息时代的高速发展具有十分重要的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料及其制备方法。通过在高温碳化过程中利用化学手段原位将异质原子掺杂于木本植物碳材料基体中，构建一种高效的电磁波吸收材料和环境友好型材料。
本发明的技术方案如下：一种异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，包括步骤如下：将木本植物利用高温裂解法，在异质元素对应的气体氛围中，将异质元素原位掺杂于木本植物基碳材料，构建具有三维直通孔结构的高性能掺杂型电磁波吸收材料。
所述的木本植物为竹子、硬木、软木中的一种或两种以上。
所述气氛为硼烷、氨气、氧气、空气、硫化氢、磷烷气体中的一种或两种以上。
所述的异质原子为B、N、O、S、P中的一种或两种以上。
所述高温裂解法，即进行高温碳化，碳化温度为300～1000℃，碳化时间为1～5h。
高温裂解之前将木本植物进行干燥处理，干燥温度为室温～200℃，干燥时间为1～30天；再将经过干燥处理的样品送入管式炉高温裂解。
进一步，所述的木本植物的微通道骨架直径在1～100μm。
所述的木本植物为包括杉木、水曲柳、槐木、柚木、花梨、紫檀、柳安、橡木、美国白杨、西非樱红木、西非梨木、榉木中的一种或两种以上。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种异质原子原位掺杂木本植物基碳系电磁波吸收材料及其制备方法，具有电磁波吸收性能良好，覆盖频率较宽、成本低廉、原料广泛，制造工艺简单和过程可控等优点。因异质原子掺杂在微波频段下的介电响应性能，大大提高电磁波在材料中的介电损耗。同时，木本植物自身具有的三维多孔结构进一步增加了电磁波在材料内部的多重反射效应，提高电磁波吸收性能，达到宽频段的高性能吸收效果。
附图说明
图1为本发明方法中微波吸收体制备方法流程图。
图2为本发明方法实施例1中微波吸收体微观结构示意图，其中图a-d分别为不同分辨率下的SEM表征结构示意图。
图3为本发明实施例1中微波吸收体对应的电磁性能图。
图4为本发明方法实施例2中微波吸收体微观结构示意图，其中图a-d分别为不同分辨率下的SEM表征结构示意图。
图5为本发明实施例2中微波吸收体对应的电磁性能图。
图6为本发明方法实施例3中微波吸收体微观结构示意图，其中图a-b分别为不同分辨率下的SEM表征结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合具体实例对本发明的操作过程作进一步详细说明。需说明，此处所描述的具体实例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的范围。
实施例1
步骤B101，取杉木10g在60℃下干燥5天；
步骤B102，讲上述步骤得到的干燥后的杉木放置送入真空管式炉进行高温碳化，碳化温度为700℃，升温速率为5℃/min，碳化时间为2小时，气体气氛为氨气，流速为100mL/min。
步骤B103，将上述碳化后的样品随炉冷却到室温，即得到具有三维直通孔结构的高性能电磁吸收材料。
其中，图2为的氮原子原位掺杂杉木基碳系扫描形貌图，图3为其微波吸收性能图。
实施例2
步骤B101，取竹子10g在60℃下干燥5天；
步骤B102，讲上述步骤得到的干燥后的竹子放置送入真空管式炉进行高温碳化，碳化温度为800℃，升温速率为5℃/min，碳化时间为2小时，气体气氛为硫化氢，流速为50mL/min。
步骤B103，将上述碳化后的样品随炉冷却到室温，即得到具有三维直通孔结构的硫原子原位掺杂竹子基高性能电磁吸收材料。
其中，图4为的硫原子原位掺杂竹子基碳系扫描形貌图，图5为其微波吸收性能图。
实施例3
步骤B101，取香樟10g在100℃下干燥5天；
步骤B102，讲上述步骤得到的干燥后的香樟放置送入真空管式炉进行高温碳化，碳化温度为1000℃，升温速率为2℃/min，碳化时间为3小时，气体气氛为硼烷，流速为50mL/min。
步骤B103，将上述碳化后的样品随炉冷却到室温，即得到具有三维直通孔结构的硼原子原位掺杂香樟基高性能电磁吸收材料。
其中，图6为的硼原子原位掺杂樟木基碳系扫描形貌图。
上述实施实例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，任何不脱离本发明精神和范围的技术方案均应涵盖在本发明的专利申请范围当中。

Claims (9)

1.一种异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，包括步骤如下：将木本植物利用高温裂解法，在异质元素对应的气体氛围中，将异质元素原位掺杂于木本植物基碳材料，构建具有三维直通孔结构的高性能掺杂型电磁波吸收材料。
2.根据权利要求1所述异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，所述的木本植物为竹子、硬木、软木中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，所述气氛为硼烷、氨气、氧气、空气、硫化氢、磷烷气体中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，所述的异质原子为B、N、O、S、P中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，所述高温裂解法，即进行高温碳化，碳化温度为300～1000℃，碳化时间为1～5h。
6.根据权利要求1所述异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，高温裂解之前将木本植物进行干燥处理，干燥温度为室温～200℃，干燥时间为1～30天；再将经过干燥处理的样品送入管式炉高温裂解。
7.根据权利要求1所述异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，所述的木本植物的微通道骨架直径在1～100μm。
8.根据权利要求1所述异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料制备方法，其特征在于，所述的木本植物为包括杉木、水曲柳、槐木、柚木、花梨、紫檀、柳安、橡木、美国白杨、西非樱红木、西非梨木、榉木中的一种或两种以上。
9.权利要求1-8所述方法制备得到的异质原子掺杂木本植物基电磁波吸收材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113271758A (zh) * 2021-04-19 2021-08-17 杭州电子科技大学 一种电磁波屏蔽透气多孔碳复合材料及其制备方法、应用

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1772450A (zh) * 2005-11-08 2006-05-17 东北林业大学 电磁屏蔽木质复合材料的制造方法
US20080085387A1 (en) * 2006-09-22 2008-04-10 Hitachi Cable, Ltd. Electromagnetic shielding material, coaxial cable using the same, and method of making the same
US20080149178A1 (en) * 2006-06-27 2008-06-26 Marisol Reyes-Reyes Composite organic materials and applications thereof
CN101289606A (zh) * 2007-04-21 2008-10-22 吴庆定 一种木质植物基电磁屏蔽装饰材料及其制备方法
JP2013021260A (ja) * 2011-07-14 2013-01-31 Sony Corp 電磁波吸収材及びその製造方法、フレキシブルプリント配線板、並びに、電子機器
CN104780747A (zh) * 2014-01-13 2015-07-15 博晖(大连)实业有限公司 植物生成物电波吸收板
CN107476069A (zh) * 2017-08-22 2017-12-15 北京工商大学 一种三维中空结构电磁屏蔽材料及其制备方法
CN107541996A (zh) * 2016-06-25 2018-01-05 董晓 一种改性碳纳米管电磁屏蔽纸的制备方法
CN108048034A (zh) * 2017-12-07 2018-05-18 南京林业大学 一种电磁屏蔽材料的制备方法
CN108190854A (zh) * 2018-01-22 2018-06-22 西南交通大学 一种超掺杂层次孔碳材料及其制备方法
CN108743913A (zh) * 2018-05-05 2018-11-06 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种以负载凝胶的金属多孔材料为夹层的医用电磁屏蔽材料及其制备方法
CN109179381A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 浙江工业大学 石墨烯/四氧化三铁/硅酸铜复合粉末及其制备与应用
CN110240139A (zh) * 2019-05-30 2019-09-17 秦月 一种生物质电磁屏蔽材料的制备方法
CN110418565A (zh) * 2019-08-11 2019-11-05 武汉中科先进技术研究院有限公司 一种用于电磁屏蔽的空心层状氮杂碳微米管/纳米金属线复合材料及其制备方法
CN110626014A (zh) * 2018-06-01 2019-12-31 无锡博轩电磁材料科技有限公司 一种植物隐身材料及其制作方法
CN110938354A (zh) * 2019-12-11 2020-03-31 东北师范大学 一种复合漆膜电磁屏蔽材料及制备方法
CN111235697A (zh) * 2020-02-28 2020-06-05 西安理工大学 一种高吸波性能木质素基碳材料的制备方法
CN111432619A (zh) * 2020-03-17 2020-07-17 苏州逸峰新材料科技有限公司 一种木本植物基复合型电磁功能材料及其制备方法
CN111509401A (zh) * 2020-04-24 2020-08-07 张荣虎 一种钴掺杂氧化锌-聚合物基碳材料的吸波材料及其制法

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1772450A (zh) * 2005-11-08 2006-05-17 东北林业大学 电磁屏蔽木质复合材料的制造方法
US20080149178A1 (en) * 2006-06-27 2008-06-26 Marisol Reyes-Reyes Composite organic materials and applications thereof
US20080085387A1 (en) * 2006-09-22 2008-04-10 Hitachi Cable, Ltd. Electromagnetic shielding material, coaxial cable using the same, and method of making the same
CN101289606A (zh) * 2007-04-21 2008-10-22 吴庆定 一种木质植物基电磁屏蔽装饰材料及其制备方法
JP2013021260A (ja) * 2011-07-14 2013-01-31 Sony Corp 電磁波吸収材及びその製造方法、フレキシブルプリント配線板、並びに、電子機器
CN104780747A (zh) * 2014-01-13 2015-07-15 博晖(大连)实业有限公司 植物生成物电波吸收板
CN107541996A (zh) * 2016-06-25 2018-01-05 董晓 一种改性碳纳米管电磁屏蔽纸的制备方法
CN107476069A (zh) * 2017-08-22 2017-12-15 北京工商大学 一种三维中空结构电磁屏蔽材料及其制备方法
CN108048034A (zh) * 2017-12-07 2018-05-18 南京林业大学 一种电磁屏蔽材料的制备方法
CN108190854A (zh) * 2018-01-22 2018-06-22 西南交通大学 一种超掺杂层次孔碳材料及其制备方法
CN108743913A (zh) * 2018-05-05 2018-11-06 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种以负载凝胶的金属多孔材料为夹层的医用电磁屏蔽材料及其制备方法
CN110626014A (zh) * 2018-06-01 2019-12-31 无锡博轩电磁材料科技有限公司 一种植物隐身材料及其制作方法
CN109179381A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 浙江工业大学 石墨烯/四氧化三铁/硅酸铜复合粉末及其制备与应用
CN110240139A (zh) * 2019-05-30 2019-09-17 秦月 一种生物质电磁屏蔽材料的制备方法
CN110418565A (zh) * 2019-08-11 2019-11-05 武汉中科先进技术研究院有限公司 一种用于电磁屏蔽的空心层状氮杂碳微米管/纳米金属线复合材料及其制备方法
CN110938354A (zh) * 2019-12-11 2020-03-31 东北师范大学 一种复合漆膜电磁屏蔽材料及制备方法
CN111235697A (zh) * 2020-02-28 2020-06-05 西安理工大学 一种高吸波性能木质素基碳材料的制备方法
CN111432619A (zh) * 2020-03-17 2020-07-17 苏州逸峰新材料科技有限公司 一种木本植物基复合型电磁功能材料及其制备方法
CN111509401A (zh) * 2020-04-24 2020-08-07 张荣虎 一种钴掺杂氧化锌-聚合物基碳材料的吸波材料及其制法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VIDA MILDAZIENE;GIEDRE PAUZAITE;ASTA MALAKAUSKIENE: "《Response of perennial woody plants to seed treatment by electromagnetic field and low‐temperature plasma》", 《BIOELECTROMAGNETICS》 *
刘贤淼: "《木基电磁屏蔽功能复合材料_叠层型_的工艺与性能》", 《CNKI优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113271758A (zh) * 2021-04-19 2021-08-17 杭州电子科技大学 一种电磁波屏蔽透气多孔碳复合材料及其制备方法、应用
CN113271758B (zh) * 2021-04-19 2022-08-23 杭州电子科技大学 一种电磁波屏蔽透气多孔碳复合材料及其制备方法、应用

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