CN115340131B - 一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二硫化钴‑聚噻吩吸波材料的制备方法，先将六水合硝酸钴和五水硫代硫酸钠加入到乙二醇和水的混合溶液中，搅拌溶解后转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，升温至170～180℃反应，结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后干燥，得到二硫化钴，将其与十二烷基硫酸钠、对甲苯磺酸加入到蒸馏水中，搅拌均匀后再加入3,4乙烯二氧噻吩单体，将混合溶液水浴加热，然后滴加六水合氯化铁溶液，反应结束后将产物洗涤，过滤，干燥，即得。该材料制备工艺简单易操作，原料成本较低，制备的吸波材料具有低频带吸收、宽频吸收和匹配厚度薄的特点，在电磁波吸收领域具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于吸波材料技术领域，具体涉及一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法。
背景技术
随着5G技术的迅速发展，人们使用各种电子设备的数量将会急剧增加。然而在人们享受科技产品所带来的方便的同时，也伴随着日益严重的电磁污染，电磁辐射会对人的身体健康产生有害的影响。而在军事领域，隐身战斗机作为当今世界攻击敌人目标的利器，电磁波隐身技术成为军事装备躲避侦察和攻击的关键解决方案。因此，为了解决日益加剧的电磁污染和发展电磁隐身技术，电磁波吸收材料的研发成为了新材料领域的热点。除此之外，各种电子元器件的电磁波频率一般在2-4GHz，因此急需开发具有低频带吸收能力的电磁吸波材料。
电磁波吸收材料又被称为吸波材料，是一种能够使入射电磁波的能量通过介质损耗转化为热能及其他形式的能量,或者通过干涉相消使电磁波损耗掉的电磁功能材料。当入射的电磁波到达吸波材料表面时，其去向通常分为三个方向:材料表面反射，材料内部吸收和透过。部分入射的电磁波会在吸波材料表面发生反射，未反射的部分则会进入到材料内部。入射到材料内部的电磁波由于吸波材料的介电损耗或磁损耗转化为热能损耗掉，或因干涉作用而被衰减掉。
二硫化钴作为一种过渡金属二硫化物，因具有独特的磁性、电化学和催化性能被广泛研究。它这些独特的性质也是它成为电磁波吸收材料的候选者。二硫化钴作为单独的吸波材料，良好的导电性使得具有一定的吸波能力，但是在材料整体密度、低频带吸收和反射损耗强度上存在不足。导电聚合物基的吸波材料由于其密度低以及可控的电导率而被广泛关注。目前，导电聚合物吸波材料主要有聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)和聚噻吩(PTh)。导电聚合物的导电性可以在绝缘体、半导体和导体之间广泛的变化，从而实现复合材料可控的导电率。除此之外，导电聚合物可控的形貌对于调控吸波材料的阻抗匹配吸收材料也有着很重要的作用。聚噻吩由于其高导电率、适中的带隙和出色的环境稳定性在半导体状态下表现出了良好的电磁波吸收性能。研究者们提出了在聚噻吩中掺杂介电和磁性成分的想法，将四氧化三钴、还原氧化石墨烯和聚噻吩混合制备了三元复合吸波材料，虽然在反射损耗强度上有所提升，但是在低频S波段并没有吸波性能。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，制备流程简单，易操控且生产成本低，制得的吸波材料具有质量轻、密度小、低频带吸收的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将六水合硝酸钴和五水硫代硫酸钠加入到乙二醇和水的混合溶液中，搅拌至完全溶解后，将混合溶液转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，升温至170～180℃，保温反应10～15h，反应结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后得到固体产物，干燥后得到二硫化钴；
(2)将十二烷基硫酸钠、对甲苯磺酸和二硫化钴加入到蒸馏水中，超声分散均匀后，再加入3,4乙烯二氧噻吩单体，得到混合溶液A；
(3)将混合溶液A放置于水浴锅中加热，然后将六水合氯化铁溶液滴加到混合溶液A中，搅拌反应，结束后，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤，得到固体产物，最后干燥，得到二硫化钴-聚噻吩吸波材料。
进一步，步骤(1)中，所述六水合硝酸钴和五水硫代硫酸钠的摩尔比为1：2。
进一步，步骤(1)中，所述乙二醇和水的混合溶液中，乙二醇和水的体积比为1:2。
进一步，步骤(1)中，所述干燥温度为60～80℃，时间为12～15h。
进一步，步骤(2)中，所述十二烷基硫酸钠与3,4乙烯二氧噻吩单体的摩尔比为1:5，对甲苯磺酸与3,4乙烯二氧噻吩单体的摩尔比为10:1。
进一步，步骤(2)中，所述二硫化钴的用量按3,4乙烯二氧噻吩单体用量计，二硫化钴用量为25～110g/mol 3,4乙烯二氧噻吩单体。
进一步，步骤(3)中，所述六水合氯化铁与3,4乙烯二氧噻吩单体的摩尔比为1:1。
进一步，步骤(3)中，所述加热温度为50℃。
进一步，步骤(3)中，所述搅拌反应的时间为20～30h。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，先以六水硝酸钴和五水硫代硫酸钠为原料，通过水热制备了二硫化钴纳米材料，然后以十二烷基硫酸钠为分散剂，对甲苯磺酸提供酸性环境，加入二硫化钴纳米材料和3,4乙烯二氧噻吩单体，以FeCl3作为引发剂，通过化学氧化聚合制备了二硫化钴-聚噻吩吸波材料。该吸波材料形貌独特，成本低，可重复操作。当匹配厚度为2.0mm时，填充量为30％时，频率为9.58GHz时，最大反射损耗为-33.18dB，有效带宽为2.44GHz(8.56-11.00GHz)，另外，该吸波材料在S波段，具有一定的电磁波吸收能力，低于-10dB，是一种高效轻质具有低频吸波能力的电磁波吸收材料。
附图说明
图1为实施例3制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料的XRD图；
图2为实施例1-4制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料的FT-IR图；
图3为实施例3制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料的SEM图；
图4为实施例1制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料在厚度1.0～5.5mm下的反射损耗曲线；
图5为实施例2制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料在厚度1.0～5.5mm下的反射损耗曲线；
图6为实施例3制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料在厚度1.0～5.5mm下的反射损耗曲线；
图7为实施例4制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料在厚度1.0～5.5mm下的反射损耗曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将2mmol六水合硝酸钴和4mmol五水硫代硫酸钠加入到60mL乙二醇和水的混合溶液(V醇：V水＝1：2)中，搅拌至完全溶解后，将混合溶液转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，以6℃/min的升温速率升温至180℃，保温反应12h，反应结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后得到固体产物，80℃干燥12h后得到二硫化钴；
(2)将0.8mmol十二烷基硫酸钠、40mmol对甲苯磺酸和0.107g二硫化钴加入到100mL蒸馏水中，搅拌均匀后，再加入4mmol(450μL)3,4乙烯二氧噻吩单体，超声搅拌30min，得到溶液A；
(3)将4mmol六水三氯化铁加入到80mL蒸馏水中，磁力搅拌30min直至溶解均匀，得到六水合氯化铁溶液；将溶液A放置于水浴锅中加热至50℃，然后将六水合氯化铁溶液滴加到溶液A中，搅拌反应24h，结束后，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤，得到固体产物，最后干燥，得到二硫化钴-聚噻吩吸波材料。
实施例2
一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将2mmol六水合硝酸钴和4mmol五水硫代硫酸钠加入到60mL乙二醇和水的混合溶液(V醇：V水＝1：2)中，搅拌至完全溶解后，将混合溶液转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，以6℃/min的升温速率升温至180℃，保温反应12h，反应结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后得到固体产物，80℃干燥12h后得到二硫化钴；
(2)将0.8mmol十二烷基硫酸钠、40mmol对甲苯磺酸和0.185g二硫化钴加入到100mL蒸馏水中，搅拌均匀后，再加入4mmol(450μL)3,4乙烯二氧噻吩单体，超声搅拌30min，得到溶液A；
(3)将4mmol六水三氯化铁加入到80mL蒸馏水中，磁力搅拌30min直至溶解均匀，得到六水合氯化铁溶液；将溶液A放置于水浴锅中加热至50℃，然后将六水合氯化铁溶液滴加到溶液A中，搅拌反应24h，结束后，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤，得到固体产物，最后干燥，得到二硫化钴-聚噻吩吸波材料。
实施例3
一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将2mmol六水合硝酸钴和4mmol五水硫代硫酸钠加入到60mL乙二醇和水的混合溶液(V醇：V水＝1：2)中，搅拌至完全溶解后，将混合溶液转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，以6℃/min的升温速率升温至180℃，保温反应12h，反应结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后得到固体产物，80℃干燥12h后得到二硫化钴；
(2)将0.8mmol十二烷基硫酸钠、40mmol对甲苯磺酸和0.287g二硫化钴加入到100mL蒸馏水中，搅拌均匀后，再加入4mmol(450μL)3,4乙烯二氧噻吩单体，超声搅拌30min，得到溶液A；
(3)将4mmol六水三氯化铁加入到80mL蒸馏水中，磁力搅拌30min直至溶解均匀，得到六水合氯化铁溶液；将溶液A放置于水浴锅中加热至50℃，然后将六水合氯化铁溶液滴加到溶液A中，搅拌反应24h，结束后，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤，得到固体产物，最后干燥，得到二硫化钴-聚噻吩吸波材料。
实施例4
一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将2mmol六水合硝酸钴和4mmol五水硫代硫酸钠加入到60mL乙二醇和水的混合溶液(V醇：V水＝1：2)中，搅拌至完全溶解后，将混合溶液转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，以6℃/min的升温速率升温至180℃，保温反应12h，反应结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后得到固体产物，80℃干燥12h后得到二硫化钴；
(2)将0.8mmol十二烷基硫酸钠、40mmol对甲苯磺酸和0.430g二硫化钴加入到100mL蒸馏水中，搅拌均匀后，再加入4mmol(450μL)3,4乙烯二氧噻吩单体，超声搅拌30min，得到溶液A；
(3)将4mmol六水三氯化铁加入到80mL蒸馏水中，磁力搅拌30min直至溶解均匀，得到六水合氯化铁溶液；将溶液A放置于水浴锅中加热至50℃，然后将六水合氯化铁溶液滴加到溶液A中，搅拌反应24h，结束后，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤，得到固体产物，最后干燥，得到二硫化钴-聚噻吩吸波材料。
利用X射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪对实施例3的吸波材料进行物相结构分析，借助矢量网络分析仪(VNA)对样品的电磁参数进行分析，进而计算出其吸波性能。测试结果见图1-4。
图1为实施例3制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料的XRD图，可以看出，在2θ＝27.8°、32.3°、36.2°、39.8°和46.3°、54.9°和60.1°处出现的衍射峰分别对应的CoS2的晶面(JCPDS89-1492)，其晶面指数分别为(111)、(200)、(210)、(211)、(220)、(311)和(230)。从图1(b)可以看出，聚噻吩的最强峰处于衍射角度2θ＝26.5°处，归属为分子间π→π*堆叠，对应于聚合物主链上的(020)反射。此外，聚噻吩的XRD图谱具有较宽的峰形，这表明聚合物的结晶度较小，这一结果也类似于其它聚噻吩衍生物。从图1(c)可以看出聚噻吩和二硫化钴材料的峰值与之前研究结果相同，表明二硫化钴-聚噻吩材料成功制备。
图2为实施例3制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料的FT-IR图，图2中约1515和1331cm-1处的峰归因于噻吩环的C＝C/C-C拉伸，1196，1091，1050cm-1处归因于C-O-C的拉伸作用，980和834cm-1归因于环乙烯环的拉伸，在685cm-1处的峰值归因于噻吩环中对称的C-S-C伸长。从实施例1到实施例4样品中都可以看出PEDOT的红外特征峰，表明CoS2/PEDOT成功制备。
图3为实施例3制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料的SEM图，其中，图3(a)为聚噻吩，可以看出，聚噻吩呈现堆叠的层状结构；图3(b)为二硫化钴，可以看出，二硫化钴呈现不规则的球状结构并且表面并不光滑，由类似于棱状的形貌；由图3(c)和图3(d)为实施例3制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料，可以看出，通过化学氧化原位聚合之后，呈现絮状的聚噻吩堆叠在二硫化钴的表面，这种结构能够使材料会形成更多的异质界面，从而促进了材料的介电损耗。
图4-7为实施例1-4制备的二硫化钴-聚噻吩吸波材料在厚度1.0～5.5mm下的反射损耗曲线。从图4中可以看出当匹配厚度为1.5mm时，填充量为30％时，频率为12.77GHz时，最大反射损耗为-12.81dB，有效带宽为1.63GHz(11.63-10.00GHz)；从图5中可以看出当匹配厚度为2.0mm时，填充量为30％时，频率为13.83GHz时，最大反射损耗为-16.40dB，有效带宽为3.55GHz(12.45-16.00GHz)；从图6中可以看出当匹配厚度为2.0mm时，填充量为30％时，频率为9.58GHz时，最大反射损耗为-33.05dB，有效带宽为2.44GHz(8.56-11.00GHz)；从图7中可以看出当匹配厚度为2.0mm时，填充量为30％时，频率为9.39GHz时，最大反射损耗为-22.80dB，有效带宽为2.31GHz(8.32-10.63GHz)。值得注意的是，实施例3在S波段，具有一定的电磁波吸收能力，且吸波强度低于-20dB(可吸收接近99％以上的电磁波)，是一种高效轻质具有低频吸波能力的电磁波吸收材料，满足吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。
Claims (7)
1.一种二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将六水合硝酸钴和五水硫代硫酸钠加入到乙二醇和水的混合溶液中，搅拌至完全溶解后，将混合溶液转移至反应釜，再将反应釜置于电热鼓风干燥箱中，升温至170～180℃，保温反应10～15h，反应结束后冷却至室温，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤后得到固体产物，干燥后得到二硫化钴；
（2）将十二烷基硫酸钠、对甲苯磺酸和二硫化钴加入到蒸馏水中，搅拌均匀后，再加入3,4-乙烯二氧噻吩单体，得到溶液A；
（3）将溶液A放置于水浴锅中加热，然后将六水合氯化铁溶液滴加到溶液A中，搅拌反应，结束后，将反应产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤，过滤，得到固体产物，最后干燥，得到二硫化钴-聚噻吩吸波材料；
步骤（2）中，所述十二烷基硫酸钠与3,4-乙烯二氧噻吩单体的摩尔比为1:5，对甲苯磺酸与3,4-乙烯二氧噻吩单体的摩尔比为10:1；
步骤（2）中，所述二硫化钴的用量按3,4-乙烯二氧噻吩单体用量计，二硫化钴用量为25~110g/mol 3,4-乙烯二氧噻吩单体。
2.如权利要求1所述二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述六水合硝酸钴和五水硫代硫酸钠的摩尔比为 1：2。
3.如权利要求1所述二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述乙二醇和水的混合溶液中，乙二醇和水的体积比为1:2。
4.如权利要求1所述二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述干燥温度为60～80 ℃，时间为12～15h。
5.如权利要求1所述二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述六水合氯化铁与3,4-乙烯二氧噻吩单体的摩尔比为1:1。
6.如权利要求1所述二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述加热温度为50 ℃。
7.如权利要求1至6任一项所述二硫化钴-聚噻吩吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述搅拌反应的时间为20～30h。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103399061A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-20 | 盐城工学院 | 一种苝四羧酸-石墨烯异质结基光阳极材料的制备方法 |
| CN103450463A (zh) * | 2013-08-28 | 2013-12-18 | 西北工业大学 | 一种聚3，4-乙撑二氧噻吩/石墨烯/Co3O4纳米吸波材料的制备方法 |
| CN106028767A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 合肥师范学院 | 一种复合电磁波吸收材料及其制备方法 |
| CN106082159A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 太原理工大学 | 松针状碳纳米管/碳纤维导电网络复合碳材料的制备方法 |
| CN106449139A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 浙江大学 | 一种Co3O4@PEDOT核壳结构多孔纳米棒材料及其制备方法 |
| CN106540748A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-29 | 陕西品达石化有限公司 | 聚噻吩‑二氧化锡复合材料的制备方法 |
-
2022
- 2022-08-31 CN CN202211051952.7A patent/CN115340131B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103399061A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-20 | 盐城工学院 | 一种苝四羧酸-石墨烯异质结基光阳极材料的制备方法 |
| CN103450463A (zh) * | 2013-08-28 | 2013-12-18 | 西北工业大学 | 一种聚3，4-乙撑二氧噻吩/石墨烯/Co3O4纳米吸波材料的制备方法 |
| CN106028767A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 合肥师范学院 | 一种复合电磁波吸收材料及其制备方法 |
| CN106082159A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 太原理工大学 | 松针状碳纳米管/碳纤维导电网络复合碳材料的制备方法 |
| CN106449139A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 浙江大学 | 一种Co3O4@PEDOT核壳结构多孔纳米棒材料及其制备方法 |
| CN106540748A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-29 | 陕西品达石化有限公司 | 聚噻吩‑二氧化锡复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Yan Cao et.al.Investigation on microwave absorption characteristics of ternary MWCNTs/ CoFe2O4/FeCo nanocomposite coated with conductive PEDOT-Polyaniline Co-polymers.《Ceramics International》.2021,第47卷(第9期),第12244-12251页. * |
| 薛科创等.2-（4-羟基）苯基酞菁钴的合成及对去除噻吩的催化活性研究.《化 学 工 程 师》.2020,(第12期),第66-73页. * |
| 郑明明等.聚噻吩基吸波材料研究进展.《化学推进剂与高分子材料》.2021,第19卷(第5期),第14-20页. * |
Also Published As
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