CN113912038A - 一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法 - Google Patents

一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113912038A
CN113912038A CN202111018694.8A CN202111018694A CN113912038A CN 113912038 A CN113912038 A CN 113912038A CN 202111018694 A CN202111018694 A CN 202111018694A CN 113912038 A CN113912038 A CN 113912038A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nico
absorbing material
mof
wave
cotton
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111018694.8A
Other languages
English (en)
Inventor
胡军
温慧敏
金红都
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN202111018694.8A priority Critical patent/CN113912038A/zh
Publication of CN113912038A publication Critical patent/CN113912038A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明属于电磁波吸收材料技术领域,公开了一种源自NiCo‑MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法。本发明制备工艺简单、成本低、无污染并可实现大规模批量生产,制得的吸波材料密度小、吸波频带宽,反射损耗强。本发明方法制得NiCo@C吸波材料具有大的比表面积和多级的孔道结构,通过纳米颗粒、纳米多孔碳和碳纤维之间的协同作用,大大提高了电磁波吸收性能。因此,本发明不仅为生物质作为绿色、低成本、可再生的高性能碳基吸波材料的发展铺平了道路,而且为电磁波吸波材料的复合材料提供了良好的设计和制造理念。

Description

一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电磁波吸收材料技术领域,一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸 波材料及其制备方法。
背景技术
由于过度使用无线通信设备,电磁波污染已成为日常生活中的重要问题之一, 这会威胁到身体健康,电子安全和国防安全。因此,出于民用和军事目的,迫切 需要研发高性能的电磁波波吸收剂。近年来,因为碳材料导电性高,比表面积大 和密度低等优点在电磁波吸收领域引起了广泛关注。然而,复杂的合成工艺、高 成本和环境污染问题提高了其实际应用的门槛。因此,迫切需要制备和寻找成本 低,吸收效率高的碳材料。而由于储量丰富,成本低,介电损耗高,电导率高, 密度低以及多孔结构等的优点,可持续性的生物质材料越来越受到研究关注,例 如木材,松花粉,鱼鳞,椰子壳,滤纸等。其中棉纤维由于自然的微米级中空纤 维结构,使其成为制造新型轻质、低成本和可持续电磁波波吸收材料的理想原料。
发明内容
本发明针对现有技术下吸波材料的合成工艺复杂、原料贵、密度大、有效吸 收带宽窄等问题。提供生物质棉花衍生的吸波材料的制备方法。我们利用双金属 MOF与生物质棉花复合是因为单金属MOF在结构上较为单一,这不利于产生 偶极极化和界面极化,导致较小的介电损耗。所以我们选了微观上多孔多维度的 生物质棉和双金属MOF来制备吸波材料。另外,本发明选用能生成比表面积更 大的花状MOF的配体1,2,3-丙烷三甲酸,进一步提升材料的吸波性能。本发 明制备工艺简单、成本低、无污染并可实现大规模批量生产,制得的吸波材料密 度小、吸波频带宽,反射损耗强。
为解决上述技术问题,本发明采用了以下技术方案:
本发明提供一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,所述的源自 NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料按如下方法制备:
(1)棉花的活化:
将棉花(干燥的棉花)浸渍在含有H2O2、Na2SiO3和NaOH的水溶液中, 在60-100℃下浸泡1~10h(优选90℃浸泡1h),水洗,真空干燥(60℃), 得到活化的棉花;所述含有H2O2、Na2SiO3和NaOH的水溶液中,所述H2O2的浓度为1~5mol/L(优选2mol/L),所述Na2SiO3的浓度为0.01~0.05mol/L (优选0.02mol/L),所述NaOH的浓度为0.1~0.5mol/L(优选0.25mol/L);
(2)NiCo-MOF@CC的制备(水热法):
将1,2,3-丙烷三甲酸溶解在DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中,搅拌,得 到溶液A;将Ni(NO3)·6H2O和Co(NO3)2·6H2O加入到乙醇和水的混合溶液中, 得到溶液B;将步骤(1)所得的活化的棉花浸入所述溶液A中静置20-30h(优 选24h)后,所得混合液在搅拌条件下加入所述溶液B中,在不锈钢高压釜中 150~170℃(优选160℃)下反应10~32h(优选18h),冷却至室温,将所 得反应液过滤、分别用水或乙醇洗涤滤饼并干燥,得到前驱体NiCo-MOF@CC;所述DMF的体积以1,2,3-丙烷三甲酸的质量计为1000~3000mL/g(优选 2547mL/g);所述Ni(NO3)·6H2O和Co(NO3)2·6H2O的质量比为1~10:1(优 选1:1);所述乙醇和水混合溶液的体积以Ni(NO3)·6H2O的质量计为100-500 mL/g(优选172mL/g);所述乙醇和水的混合溶液中,乙醇和水的体积比为1: 1~10(优选1:1);所述1,2,3-丙烷三甲酸与步骤(1)中所述的棉花(处理 前)的质量比为1:1~10(优选1:8);所述溶液A和溶液B的体积比为1:1~ 10(优选1:1);
(3)NiCo@C吸波材料的制备:
将步骤(2)制备的前驱体NiCo-MOF@CC放入管式炉中,在保护氛围(例 如惰性气体或氮气,优选氮气)中以1~10℃/min(优选5℃/min)的速率升温 至600~800℃(优选700℃)煅烧1~4h(优选2h),得到所述源自NiCo-MOF/ 生物质棉的吸波材料(黑色的NiCo@C吸波材料)。
煅烧前的升温速率会影响吸波材料的孔径及形貌,速度过快会导致结构坍塌、 孔径变小,比表面积减小,进而降低吸波效果,因此需要选择合适的升温速率。
优选地,步骤(1)中所述水洗是依次用60-80℃(优选70℃)的水和室温 的去离子水洗涤以去除杂质。
优选的,步骤(2)中,所述洗涤的次数为1~10次。
优选的,步骤(2)中,所述干燥的温度为60~80℃。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果为:
本发明通过原位合成和热分解过程成功地获得了一种源自NiCo-MOF/生物 质棉的吸波材料。本发明制备工艺简单、成本低、无污染并可实现大规模批量生 产,制得的吸波材料密度小、吸波频带宽,反射损耗强。本发明方法制得NiCo@C 吸波材料具有大的比表面积和多级的孔道结构,通过纳米颗粒、纳米多孔碳和碳 纤维之间的协同作用,大大提高了电磁波吸收性能。因此,本发明不仅为生物质 作为绿色、低成本、可再生的高性能碳基吸波材料的发展铺平了道路,而且为电 磁波吸波材料的复合材料提供了良好的设计和制造理念。
本发明的吸波材料相对于同条件下材料具有更好的吸波性能,原因在于:(1) 棉花煅烧产生的碳具有疏松多孔的结构和纤维状,有利于提高电磁波的散射强度; (2)材料的多孔结构增加了偶极子数量,进一步加强了界面极化;(3)复合磁性 组分,由于介电损耗和磁损耗的协同作用,增强了电磁波吸收性能。
附图说明
图1为实施例1-3制得的NiCo@C吸波材料的XRD图。
图2(a)-(c)分别为实施例1-3制得的NiCo@C吸波材料的TEM图。
图3为实施例1-3制得的NiCo@C吸波材料的Raman图。
图4为实施例1制得的NiCo@C吸波材料的反射损耗(RL)曲线。
图5为实施例2制得的NiCo@C吸波材料的反射损耗(RL)曲线。
图6为实施例3制得的NiCo@C吸波材料的反射损耗(RL)曲线。
图7为实施例4制得的NiCo@C吸波材料的反射损耗(RL)曲线。
图8为实施例5制得的NiCo@C吸波材料的反射损耗(RL)曲线。
图9为实施例6制得的NiCo@C吸波材料的反射损耗(RL)曲线。
具体实施方式
为便于本领域的专业人员理解本发明,下面结合实施例及附图对本发明进行 具体说明。应当理解,以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方 式,本发明的保护范围不限于此。
实施例1
一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
(1):将800mg棉花浸入270mL含有H2O2(2mol/L)、Na2SiO3(0.02 mol/L)和NaOH(0.25mol/L)的混合水溶液中。在90℃下浸泡处理1小时。 将浸泡过的棉花用70℃的热水和室温下的去离子水冲洗6次以去除杂质,将获 得的产物纯化并在60℃下真空干燥,得到活化的棉花。
(2):将106mg 1,2,3-丙烷三甲酸溶解在60mL DMF中(2547mL/g), 磁力搅拌30min,得到溶液A;将349mg Ni(NO3)·6H2O和349mg Co(NO3)2·6H2O(质量比为1:1)加入到乙醇和水的混合溶液中,得到溶液B; 将步骤(1)得到的棉花浸入溶液A中静置24h后,所得混合液在搅拌条件下 加入所述溶液B中,在不锈钢高压釜中160℃下反应18h,冷却至室温。将产物 过滤,用去离子水和乙醇洗涤6次,60℃下干燥得到了前驱体NiCo-MOF@CC。
(3):将步骤(2)制备的NiCo-MOF@CC放入管式炉中,在氮气下以 5℃/min的升温速率升值600℃下煅烧2h,煅烧结束后得到最终黑色的 NiCo@C吸波材料(记为NiCo@C-600)。
实施例2
一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
(1):将800mg棉花浸入270mL含有H2O2(2mol/L)、Na2SiO3(0.02 mol/L)和NaOH(0.25mol/L)的混合水溶液中。在90℃下浸泡处理1小时。 将浸泡过的棉花用70℃的热水和室温下的去离子水冲洗6次以去除杂质,将获 得的产物纯化并在60℃下真空干燥,得到活化的棉花。
(2):将106mg 1,2,3-丙烷三甲酸溶解在60mL DMF中(2547mL/g), 磁力搅拌30min,得到溶液A;将349mg Ni(NO3)·6H2O和349mg Co(NO3)2·6H2O(质量比为1:1)加入到乙醇和水的混合溶液中,得到溶液B; 将步骤(1)得到的棉花浸入溶液A中静置24h后,所得混合液在搅拌条件下 加入所述溶液B中,在不锈钢高压釜中160℃下反应18h,冷却至室温。将产物 过滤,用去离子水和乙醇洗涤6次,60℃下干燥得到了前驱体NiCo-MOF@CC。
(3):将步骤(2)制备的NiCo-MOF@CC放入管式炉中,在氮气下以 5℃/min的升温速率升值700℃下煅烧2h,煅烧结束后得到最终黑色的 NiCo@C吸波材料(记为NiCo@C-700)。
实施例3
一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
(1):将800mg棉花浸入270mL含有H2O2(2mol/L)、Na2SiO3(0.02 mol/L)和NaOH(0.25mol/L)的混合水溶液中。在90℃下浸泡处理1小时。 将浸泡过的棉花用70℃的热水和室温下的去离子水冲洗6次以去除杂质,将获 得的产物纯化并在60℃下真空干燥,得到活化的棉花。
(2):将106mg 1,2,3-丙烷三甲酸溶解在60mL DMF中(2547mL/g), 磁力搅拌30min,得到溶液A;将349mg Ni(NO3)·6H2O和349mg Co(NO3)2·6H2O(质量比为1:1)加入到乙醇和水的混合溶液中,得到溶液B; 将步骤(1)得到的棉花浸入溶液A中静置24h后,所得混合液在搅拌条件下 加入所述溶液B中,在不锈钢高压釜中160℃下反应18h,冷却至室温。将产物 过滤,用去离子水和乙醇洗涤6次,60℃下干燥得到了前驱体NiCo-MOF@CC。
(3):将步骤(2)制备的NiCo-MOF@CC放入管式炉中,在氮气下以 5℃/min的升温速率升值800℃下煅烧2h,煅烧结束后得到最终黑色的 NiCo@C吸波材料(记为NiCo@C-800)。
实施例4
一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
(1):棉花不经过前处理,不活化。
(2):将106mg 1,2,3-丙烷三甲酸溶解在60mL DMF中(2547mL/g), 磁力搅拌30min,得到溶液A;将349mg Ni(NO3)·6H2O和349mg Co(NO3)2·6H2O(质量比为1:1)加入到乙醇和水的混合溶液中,得到溶液B; 将0.8g未处理过的棉花浸入溶液A中静置24h后,所得混合液在搅拌条件下加 入所述溶液B中,在不锈钢高压釜中160℃下反应18h,冷却至室温。将产物过 滤,用去离子水和乙醇洗涤6次,60℃下干燥得到了前驱体NiCo-MOF@CC。
(3):将步骤(2)制备的NiCo-MOF@CC放入管式炉中,在氮气下以 5℃/min的升温速率升值700℃下煅烧2h,煅烧结束后得到最终黑色的NiCo@C吸波材料。
实施例5
一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
(1):将800mg棉花浸入270mL含有H2O2(2mol/L)、Na2SiO3(0.02 mol/L)和NaOH(0.25mol/L)的混合水溶液中。在90℃下浸泡处理1小时。 将浸泡过的棉花用70℃的热水和室温下的去离子水冲洗6次以去除杂质,将获 得的产物纯化并在60℃下真空干燥,得到活化的棉花。
(2):将106mg 1,2,3-丙烷三甲酸溶解在60mL DMF中(2547mL/g), 磁力搅拌30min,得到溶液A;将349mg Ni(NO3)·6H2O和175mg Co(NO3)2·6H2O(质量比为2:1)加入到乙醇和水的混合溶液中,得到溶液B; 将步骤(1)得到的棉花浸入溶液A中静置24h后,所得混合液在搅拌条件下 加入所述溶液B中,在不锈钢高压釜中160℃下反应18h,冷却至室温。将产物 过滤,用去离子水和乙醇洗涤6次,60℃下干燥得到了前驱体NiCo-MOF@CC。
(3):将步骤(2)制备的NiCo-MOF@CC放入管式炉中,在氮气下以 5℃/min的升温速率升值700℃下煅烧2h,煅烧结束后得到最终黑色的 NiCo@C吸波材料。
实施例6
一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
(1):将800mg棉花浸入270mL含有H2O2(2mol/L)、Na2SiO3(0.02 mol/L)和NaOH(0.25mol/L)的混合水溶液中。在90℃下浸泡处理1小时。 将浸泡过的棉花用70℃的热水和室温下的去离子水冲洗6次以去除杂质,将获 得的产物纯化并在60℃下真空干燥,得到活化的棉花。
(2):将106mg 1,2,3-丙烷三甲酸溶解在60mL DMF中(2547mL/g), 磁力搅拌30min,得到溶液A;将349mg Ni(NO3)·6H2O(不添加 Co(NO3)2·6H2O)加入到乙醇和水的混合溶液中,得到溶液B;将步骤(1)得 到的棉花浸入溶液A中静置24h后,所得混合液在搅拌条件下加入所述溶液B 中,在不锈钢高压釜中160℃下反应18h,冷却至室温。将产物过滤,用去离子 水和乙醇洗涤6次,60℃下干燥得到了前驱体Ni-MOF@CC。
(3):将步骤(2)制备的Ni-MOF@CC放入管式炉中,在氮气下以5℃/min 的升温速率升值700℃下煅烧2h,煅烧结束后得到最终黑色的Ni@C吸波材料。
实施例7使用XRD(PANalytical X’Pert PRO)分析以确定吸波材料的物相 及晶体结构。通过TEM(JEOL JEM-2100)分析吸波材料的形貌和微观结构。 使用532nm激发波长的拉曼光谱仪(Raman WITec Alpha300R)系统测量拉曼光 谱分析吸波材料的石墨化程度。使用矢量网络分析仪(Agilent PNA N5234A) 测量2-18GHz频率范围内材料的介电常数和磁导率,测试步长为0.08GHz。 测试样品制备过程如下:首先称取0.03g待测材料和0.07g石蜡,将其加到预 置2mL正己烷的烧杯中,超声5min使得石蜡完全溶解在正己烷中,同时测试粉末也分散均匀。然后将烧杯放入在70℃的水浴锅中,边搅拌边将正己烷 挥发得到均匀的石蜡包覆的粉末。最后将粉末放入模具中施加一定压力压制成圆 环状的测试样品。测试样品的外径为7mm,内径为3.04mm。电磁波进入吸 波涂层引起的反射损耗,其值可由下列方程计算:
Figure BDA0003240936570000081
Figure BDA0003240936570000082
式中,z0为自由空间波阻抗,μr为磁导率,εr为介电常数,f为电磁波的频 率,d为涂层厚度,c为真空中的光速。
图1为实施例1-3制得的NiCo@C吸波材料的XRD图,从图中可以看出, 不同煅烧温度制备的NiCo@C吸波材料均在2θ=22°和44°处有两个宽衍射峰, 分别对应着无定形碳的(002)和石墨碳的(101)晶面(JCPDS 26-1079)。除了碳峰 外,其他峰指向NiCo合金。NiCo@C吸波材料由无定形碳、石墨化碳和镍钴合 金相组成。此外,可以看出,随着煅烧温度的升高,22°的衍射峰向小角度偏移, 这主要是由于石墨化程度的减小。一般来说,会随着温度的升高,石墨化程度也 会升高,但在本实施例中,棉花的多孔碳,随着温度的升高,孔隙体积会增大, 增大的孔隙会破坏碳材料内部的石墨晶体结构。
图2为实施例1-3制得的NiCo@C吸波材料的TEM图。其中图2a对应的 样品是NiCo@C-600,图2b为NiCo@C-700,图2c为NiCo@C-800,从图中 可以清楚地看出,棉纤维在煅烧后产生的碳纳米管依旧保持中空形态,纤维表面 变得更加起皱。源自NiCo-MOF的NiCo合金纳米颗粒分布在碳纳米管周围。 此外,随着煅烧温度的升高,吸波材料的孔隙结构变得更加丰富。当煅烧温度为 800℃时,不仅纳米颗粒有一定程度的团聚,而且碳骨架有一定程度的坍塌(图 2c)。
图3为实施例1-3制得的NiCo@C吸波材料的Raman图。所有的样品在 1341和1581cm-1有两个特征峰,这分别归因于碳材料的典型D带和G带。众 所周知,D带代表无序或无定形碳,G带代表石墨化碳。D带和G带的强度比 (ID/IG)通常代表样品的石墨化程度。NiCo@C-600、NiCo@C-700和 NiCo@C-800的ID/IG值分别为0.72、0.80和1.38。可以发现在不同温度下获 得的NiCo@C样品的ID/IG值随温度升高而升高,证明温度升高,缺陷增多,石 墨化程度降低,这与XRD的测试结果相一致。
图4为实施例1制得的NiCo@C吸波材料的在厚度为1.0~5.5mm下的反 射率损耗(RL)图,从图中可以看到,NiCo@C吸波材料的最小反射损耗为-16.1 dB(RL值小于-10dB代表有90%的电磁波进入吸收内)。
图5为实施例2制得的NiCo@C吸波材料的在厚度为1.0~5.5mm下的反 射率损耗(RL)图,从图5中可以看到,通过将厚度从1.5调整到5.5mm, NiCo@C-700的有效吸收带宽(RL<-10dB)覆盖了3.1-18GHz的频率范 围,共计14.9GHz。此外,当匹配厚度为2mm,频率为10.1GHz时, NiCo@C-700的最小反射损耗还达到了-46.5dB。NiCo@C吸波材料具有优异 的电磁波吸收性能主要源于以下三点:第一,具有绒毛状碳纳米管能极大地促进 电磁波的多重反射和散射,从而显着增加电磁波的传输路径长度。第二,由碳纳 米管和NiCo合金颗粒组装的NiCo@C材料为电磁能提供了强大的介电损耗和 磁损耗。第三,高度多孔的特征和丰富的界面导致强烈的空间和界面极化,进一 步促进电磁波的耗散。因此,NiCo@C吸波材料优异的电磁波吸收性能归功于 中空纤维结构,介电损耗和磁损耗的协同作用。
图6为实施例3制得的NiCo@C吸波材料的在厚度为1.0~5.5mm下的反 射率损耗(RL)图,从图中可以看到,NiCo@C吸波材料的最小反射损耗未达 到-10dB,表示在该条件下合成的材料吸波性能较差。这是由于该实施例的煅烧 温度太高导致材料阻抗不匹配。
图7为实施例4制得的NiCo@C吸波材料的在厚度为1.0~5.5mm下的反 射率损耗(RL)图,从图中可以看到,棉花不做前处理的情况下,NiCo@C吸 波材料的最小反射损耗达到-13.5dB。使用活化剂可以调整多孔结构的孔径,可 以实现高电磁波衰减能力,因此。与实施例2相比,实施例4制得的NiCo@C 吸波材料性能较差。
图8为实施例5制得的NiCo@C吸波材料的在厚度为1.0~5.5mm下的反 射率损耗(RL)图,从图中可以看到,当匹配厚度为2mm,频率为15.8GHz 时,NiCo@C-700的最小反射损耗还达到了-35.1dB。NiCo元素质量比不同, 导致煅烧后的磁性组分含量不同,因此磁损耗大小不同,反射损耗值不同。
图9为实施例6制得的NiCo@C吸波材料的在厚度为1.0~5.5mm下的反 射率损耗(RL)图,从图中可以看到,不掺杂Co元素时,该实施例没什么吸波 性能,这进一步证实了双金属MOF比单金属MOF在制备吸波材料时能产生更 多的偶极极化和界面极化,导致较大的介电损耗和较好的阻抗匹配。对比实施例 2和5可以看到,Ni(NO3)·6H2O和Co(NO3)2·6H2O的质量比为1:1时吸波性 能最好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。 对于本技术领域的人员来说,在获知本发明中记载内容后,在不脱离本发明原理 的前提下,还可以对其作出若干改进和替代,这些同等改进和替代也应视为属于 本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料按如下方法制备:
(1)棉花的活化:
将棉花浸渍在含有H2O2、Na2SiO3和NaOH的水溶液中,在60-100℃下浸泡1~10h,水洗,真空干燥,得到活化的棉花;所述含有H2O2、Na2SiO3和NaOH的水溶液中,所述H2O2的浓度为1~5mol/L,所述Na2SiO3的浓度为0.01~0.05mol/L,所述NaOH的浓度为0.1~0.5mol/L;
(2)NiCo-MOF@CC的制备:
将1,2,3-丙烷三甲酸溶解在DMF中,搅拌,得到溶液A;将Ni(NO3)·6H2O和Co(NO3)2·6H2O加入到乙醇和水的混合溶液中,得到溶液B;将步骤(1)所得的活化的棉花浸入所述溶液A中静置20-30h后,所得混合液在搅拌条件下加入所述溶液B中,在不锈钢高压釜中150~170℃下反应10~32h,冷却至室温,将所得反应液过滤、用水和乙醇洗涤滤饼并干燥,得到前驱体NiCo-MOF@CC;所述DMF的体积以1,2,3-丙烷三甲酸的质量计为1000~3000mL/g;所述Ni(NO3)·6H2O和Co(NO3)2·6H2O的质量比为1~10:1;所述乙醇和水混合溶液的体积以Ni(NO3)·6H2O的质量计为100-500mL/g;所述乙醇和水混合溶液中,乙醇和水的体积比为1:1~10;所述1,2,3-丙烷三甲酸与步骤(1)中所述的棉花的质量比为1:1~10;所述溶液A和溶液B的体积比为1:1~10;
(3)NiCo@C吸波材料的制备:
将步骤(2)制备的前驱体NiCo-MOF@CC放入管式炉中,在保护氛围中以1~10℃/min的速率升温至600~800℃煅烧1~4h,得到所述源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料。
2.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(1)中,所述浸泡为90℃条件下浸泡1h。
3.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(1)中,所述水洗是依次用60-80℃的水和室温的水洗涤。
4.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(1)中,所述H2O2的浓度为2mol/L,所述Na2SiO3的浓度为0.02mol/L,所述NaOH的浓度为0.25mol/L。
5.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(2)中,所述的反应为160℃条件下反应18h。
6.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(2)中,所述Ni(NO3)·6H2O和Co(NO3)2·6H2O的质量比为1:1。
7.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(2)中,所述溶液A和溶液B的体积比为1:1。
8.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(3)中,所述保护氛围为惰性气体氛围或氮气氛围。
9.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(3)中所述升温的速率为5℃/min。
10.如权利要求1所述的源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料,其特征在于:步骤(3)中,所述煅烧的温度为700℃。
CN202111018694.8A 2021-09-01 2021-09-01 一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法 Pending CN113912038A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111018694.8A CN113912038A (zh) 2021-09-01 2021-09-01 一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111018694.8A CN113912038A (zh) 2021-09-01 2021-09-01 一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113912038A true CN113912038A (zh) 2022-01-11

Family

ID=79233765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111018694.8A Pending CN113912038A (zh) 2021-09-01 2021-09-01 一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113912038A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114561805A (zh) * 2022-01-25 2022-05-31 中国人民解放军国防科技大学 一种柔性电磁屏蔽材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110938407A (zh) * 2019-12-21 2020-03-31 哈尔滨工业大学 一种分级结构空心CNTs/Co/C纤维吸波材料及其制备方法
CN110983492A (zh) * 2019-12-09 2020-04-10 东南大学 一种FeCoNi@C/碳纤维气凝胶复合吸波材料及其制备方法
CN112920773A (zh) * 2021-01-29 2021-06-08 安徽理工大学 三金属有机框架衍生的中空核壳NiCo合金@C超薄吸波剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110983492A (zh) * 2019-12-09 2020-04-10 东南大学 一种FeCoNi@C/碳纤维气凝胶复合吸波材料及其制备方法
CN110938407A (zh) * 2019-12-21 2020-03-31 哈尔滨工业大学 一种分级结构空心CNTs/Co/C纤维吸波材料及其制备方法
CN112920773A (zh) * 2021-01-29 2021-06-08 安徽理工大学 三金属有机框架衍生的中空核壳NiCo合金@C超薄吸波剂及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUANQIN ZHAO ET AL: "A sustainable route from biomass cotton to construct lightweight and high-performance microwave absorber", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》, vol. 339, pages 432 - 441 *
LINGXUE CHEN ET AL: "Ni-Co coordination hollow spheres for high performance flexible allsolid-state supercapacitor", 《ELECTROCHIMICA ACTA》, 31 January 2020 (2020-01-31), pages 2 *
LINGXUE CHEN ET AL: "Ni-Co coordination hollow spheres for high performance flexible allsolid-state supercapacitor", 《ELECTROCHIMICA ACTA》, vol. 337, pages 2 *
刘正超: "《染化药剂》", 31 August 2001, pages: 261 - 262 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114561805A (zh) * 2022-01-25 2022-05-31 中国人民解放军国防科技大学 一种柔性电磁屏蔽材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109181640B (zh) 钴及氧化物镶嵌的多孔碳吸波材料的制备方法
CN109705808B (zh) 一种具有mof结构的钴镍合金-多孔碳复合吸波材料及其制备方法
CN112961650B (zh) 一种三金属有机框架衍生铁镍合金/多孔碳超薄吸波剂及其制备方法
CN109310038B (zh) 一种多孔Co/Cu/C复合吸波材料及其制备方法
Lyu et al. High-performance microwave absorption of MOF‐derived Co3O4@ N-doped carbon anchored on carbon foam
CN109494038B (zh) 四氧化三铁-纳米多孔碳纳米复合材料及其制备方法与应用
CN112877032B (zh) 一种二维CoNi@多孔碳材料及其制备方法和应用
CN113088252A (zh) 一种铁钴镍合金/碳/石墨烯超薄吸波材料及其制备方法
CN112251193A (zh) 一种基于MXene与金属有机框架的复合吸波材料及其制备方法和应用
CN107216854B (zh) 一种ZnO/Fe/Fe3C/C复合电磁吸波剂及其制备方法
CN111410194B (zh) 一种由zif-67/三聚氰胺制得的复合电磁吸波泡沫及其制备方法
CN114068166B (zh) 一种多级孔结构碳基磁性复合材料及其制备方法和应用
CN112479179B (zh) 一种基于生物质材料的复合吸波剂的制备方法
CN112537764A (zh) 一种基于天然丝瓜络的碳基多孔复合吸波剂及其制备方法
CN110669474B (zh) 一种NiCo/C@CNT双导电网络分级结构材料及其制备方法和应用
CN114195197A (zh) 一种磁性多孔碳复合物及其制备方法与应用
CN113912038A (zh) 一种源自NiCo-MOF/生物质棉的吸波材料及其制备方法
CN109652013A (zh) 一种复合微波吸收剂
CN113816620A (zh) 一种表面包覆二硫化钼/铁钴合金/碳的介电纤维复合吸波材料及其制备方法
CN114524419B (zh) 一种蓖麻果状的石墨氮化碳纳米管/钴/碳复合材料及其制备方法
CN113708085B (zh) 一种纳米多孔碳包覆磁性纳米粒子复合物的制备方法
CN112280533B (zh) 一种具有空心结构的三元复合吸波材料制备方法
CN114206091A (zh) 一种CoFe/C-CNT吸波材料及其制备工艺、应用
CN114804218A (zh) 一种多级异质结构微波吸收材料及其制备方法
CN108795378B (zh) 一种多级孔碳/磁性电磁波吸收材料及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination