【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于雷達(dá)吸波材料領(lǐng)域，涉及一種粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球、制備方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著移動通信和電子設(shè)備的迅猛發(fā)展，過量的電磁污染正在對人類健康和電子設(shè)備的正常運行造成越來越多的嚴(yán)重影響。而解決這些污染的有效策略是探索卓越的電磁波吸收材料。目前，各種類型的電磁波吸收材料得到了廣泛的發(fā)展，包括碳基材料、鐵基材料、陶瓷系材料、導(dǎo)電高分子材料等。
2、與其它碳基吸波材料相比，碳納米管具有質(zhì)輕、大比表面積、涂層厚度小、高溫抗氧化性等優(yōu)良性能[3]。碳納米管形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的表面極化和介電弛豫，使電磁波在碳納米管中的介電損耗和電阻損耗轉(zhuǎn)化為熱能耗散，這表明碳納米管對電磁波具有良好的吸收效果。jia等人利用有機胺鹽的加熱分解，在衍生碳納米管的同時實現(xiàn)了氧化物的還原，制備了性能優(yōu)良的co/cu/crn/cnts復(fù)合材料，在2.62mm處獲得了7.2ghz的最大帶寬，最小反射損耗為-53.58db。nan等人通過離子交換、原位生長和熱解方法合成了coni@cnts@moo2/c復(fù)合材料，在厚度為2.3mm時，最小反射損耗值(rlmin)為-63.2db。
3、構(gòu)建空心結(jié)構(gòu)是提高功能材料表面積的一種策略?？招慕Y(jié)構(gòu)不僅在提高吸波劑的電磁波吸收性能方面表現(xiàn)出了密度低、空隙空間充足等獨特優(yōu)勢，還可以改善阻抗匹配特性，顯著增加電磁波的反射、散射效應(yīng)，同時增強偶極子極化與界面極化，進而擁有十分優(yōu)異的吸波性能。到目前為止，已經(jīng)制造出各種各樣的用于電磁波吸收的空心結(jié)構(gòu)。zhu等人制備了一種分層和中空的ni@n
4、上述材料雖然吸波性能較好，但空心結(jié)構(gòu)的制備過程復(fù)雜，成本高、產(chǎn)量低、性質(zhì)不穩(wěn)定，而且碳納米管易團聚、難于分散等問題一直得不到較好的解決，因而限制了其性能的發(fā)揮。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球、制備方法及應(yīng)用，選擇的原料成本低、制備方法簡單，進一步實現(xiàn)了固體廢棄物的資源再利用化，適合于高效吸波材料的工業(yè)化生產(chǎn)。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、一種粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，以粉煤灰空心微珠為基體，乙烯氣體為碳源，采用cvd法制備得到粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球。
4、優(yōu)選的，制備的具體過程為：
5、s1，將粉煤灰空心微珠在500～800℃溫度內(nèi)煅燒30～60min；
6、s2，將煅燒后的粉煤灰空心微珠平鋪在反應(yīng)容器內(nèi)，對反應(yīng)容器抽真空后通入惰性氣體；
7、s3，將反應(yīng)容器內(nèi)升溫至600～900℃，再向反應(yīng)容器內(nèi)通入氫氣和足量乙烯氣體，持續(xù)10～60min；
8、s4，達(dá)到時間后停止通入氫氣和乙烯氣體，向反應(yīng)容器內(nèi)通入惰性氣體，反應(yīng)容器冷卻至室溫，即可制得粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球。
9、進一步，s3中，氫氣的通入流量為90～100sccm，乙烯氣體的通入流量為90～150sccm。
10、進一步，s3中，以1～15℃/min的速率升溫至設(shè)定溫度。
11、進一步，s2和s4中，惰性氣體的通入流量為100～360sccm。
12、一種粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球，包括粉煤灰空心微珠，粉煤灰空心微珠表面原位生長有多根多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳納米管。
13、優(yōu)選的，粉煤灰空心微珠為含鐵量為1～3wt.％的硅鋁酸鹽骨架，直徑為5～60μm。
14、優(yōu)選的，粉煤灰空心微珠與粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的質(zhì)量比為5:6。
15、優(yōu)選的，該吸波微球-10db以下的有效吸波帶寬為7.7ghz，最小反射損耗為-47.8db。
16、一種基于所述粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的應(yīng)用，粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球作為吸波劑使用。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：
18、本專利技術(shù)以固體廢棄物粉煤灰空心微珠為原料，利用粉煤灰空心微珠表面微量fe元素的催化作用在空心微珠表面原位生長出多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳納米管，這種原位生長方式可發(fā)揮空心微珠載體的鉚釘作用，避免碳納米管的散落和團聚，并通過調(diào)控碳納米管的生長密度、直徑、長度等參數(shù)，形成具有一定厚度和孔隙結(jié)構(gòu)的碳納米管三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種具有空心多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的粉煤灰空心微珠@碳納米管微球具有優(yōu)異的吸波性能。空心結(jié)構(gòu)不但可以降低材料整體密度，還可以改善阻抗匹配特性，顯著增加電磁波的反射、散射效應(yīng)，同時增強偶極子極化與界面極化，進而擁有十分優(yōu)異的吸波性能。利用電導(dǎo)損耗的碳納米管三維網(wǎng)絡(luò)和空間彌散分布的粉煤灰空心微珠的磁損耗耦合，引入了界面極化和多重散射等多種電磁波損耗機制，得到了具有優(yōu)異吸波性能的高性能吸波微球。因此，該粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的最小反射損耗達(dá)到-47.8db，-10db以下的吸收頻帶寬度可達(dá)7.7ghz，能夠作為高效寬頻吸波材料。該方法不僅簡化了粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的工藝流程，而且實現(xiàn)了粉煤灰類固體廢棄物的高附加值利用。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，以粉煤灰空心微珠為基體，乙烯氣體為碳源，采用CVD法制備得到粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，制備的具體過程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，S3中，氫氣的通入流量為90～100sccm，乙烯氣體的通入流量為90～150sccm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，S3中，以1～15℃/min的速率升溫至設(shè)定溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，S2和S4中，惰性氣體的通入流量為100～360sccm。
6.一種粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球，其特征在于，包括粉煤灰空心微珠，粉煤灰空心微珠表面原位生長有多根多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳納米管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球，其特征在于，粉煤灰空心微珠與粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的質(zhì)量比為5:6。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球，其特征在于，該吸波微球-10dB以下的有效吸波帶寬為7.7GHz，最小反射損耗為-47.8dB。
10.一種基于權(quán)利要求6-9任意一項所述粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的應(yīng)用，其特征在于，粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球作為吸波劑使用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，以粉煤灰空心微珠為基體，乙烯氣體為碳源，采用cvd法制備得到粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，制備的具體過程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，s3中，氫氣的通入流量為90～100sccm，乙烯氣體的通入流量為90～150sccm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，s3中，以1～15℃/min的速率升溫至設(shè)定溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰空心微珠@碳納米管多孔吸波微球的制備方法，其特征在于，s2和s4中，惰性氣體的通入流量為100～360sccm。
6....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張曉民，高紅潔，
申請(專利權(quán))人：西安建筑科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。