碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂及其制备方法

本发明涉及一种碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂及其制备方法，属于吸波材料。

背景技术：

1、雷达探测技术和现代通信电子仪器的迅速发展所造成的电磁污染，危害人类健康和影响高精密电子仪器的使用，已成为一个急需解决的严重问题。为了解决这个问题，近年来人们尝试了许多方法，利用电磁波吸收材料通过与磁场的相互作用来消解有害电磁波是最常见的方法。

2、近年来，钼酸铁(fe2(moo4)3)因其低成本、优越的电化学性能和环境友好性，在电化学领域获得了极大的关注，通常作为电极材料使用。然而，钼酸铁在电磁波吸收领域从未报道，其原因是其导电性不足且极化能力差。将导电材料与磁性材料结合起来构建复合材料被广泛用于设计具有磁电特性的新型电磁波吸收材料，并且现有研究发现异质结界面能显著地提升材料的极化能力。

3、聚吡咯作为一种廉价的聚合物，具有良好的导电性。因此，聚吡咯是一个非常好的导电层选择。在moo3表面引入聚吡咯外壳，提高了复合材料导电性、损耗能力以及阻抗匹配能力，从而显著增强其电磁波吸收性能(a.xie,x.lin,c.zhang,et al.oxygen vacancymediated polymerization of pyrrole on moo3 to construct dielectricnanocomposites for electromagnetic waves absorption application.journal ofalloys and compounds.2023,938,168523.)。但不是所有的氧化物表面引入聚吡咯层都会提高其电磁波吸收能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂及其制备方法。本发明首次将钼基金属氧化物引入到电磁波吸收领域，碳包覆钼酸铁纳米材料具有优异的电磁波吸收性能。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1，将硝酸铁的乙醇溶液滴入钼酸钠的乙醇溶液中，在70±10℃下搅拌反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到fe2(moo4)3；

5、步骤2，按吡咯单体和fe2(moo4)3的质量比为2:1～1:2，将吡咯单体溶液加入到fe2(moo4)3的分散液中，室温下搅拌反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到fe2(moo4)3@ppy复合物；

6、步骤3，fe2(moo4)3@ppy复合物置于管式炉中，氩气氛围中，升温至600～900℃下碳化，得到碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂(fe2(moo4)3@c)。

7、优选地，步骤1中，硝酸铁和钼酸钠的摩尔比为2:3。

8、优选地，步骤1中，硝酸铁的乙醇溶液的浓度为2m，钼酸钠的乙醇溶液的浓度为3m。

9、优选地，步骤1中，搅拌反应时间为30～60min。

10、优选地，步骤2中，吡咯单体溶液中的溶剂为由体积比为2:1～1:2的乙醇和水组成的混合溶剂。

11、优选地，步骤2中，搅拌反应时间为5～10h。

12、优选地，步骤2中，升温速率为2～10℃/min。

13、优选地，步骤2中，吡咯单体和fe2(moo4)3的质量比为1:1。

14、优选地，步骤3中，碳化温度为700℃，碳化时间为2～4h。

15、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

16、(1)本发明通过在磁性材料钼酸铁在磁性材料的表面引入聚吡咯外壳，利用聚吡咯的导电性，不仅可以提高其导电性，还可以促进磁场中的电荷分离和偶极子的形成，极大地提高了纳米复合材料的电导损耗，进而显著增强其电磁波吸收性能；

17、(2)本发明利用碳层包裹钼酸铁的策略提高了钼基金属氧化物的环境稳定性，制得的碳包钼酸铁的纳米复合吸波剂，当匹配厚度为3.0mm时，有效吸收带宽可达4.75ghz，当匹配厚度为4.0mm时，最小反射损耗可达-40.8db。

技术特征：

1.碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，硝酸铁和钼酸钠的摩尔比为2:3。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，硝酸铁的乙醇溶液的浓度为2m，钼酸钠的乙醇溶液的浓度为3m。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，搅拌反应时间为30～60min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，吡咯单体溶液中的溶剂为由体积比为2:1～1:2的乙醇和水组成的混合溶剂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，搅拌反应时间为5～10h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，升温速率为2～10℃/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，吡咯单体和fe2(moo4)3的质量比为1:1。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，碳化温度为700℃，碳化时间为2～4h。

10.根据权利要求1～9任一所述的制备方法制得的碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂。

技术总结
本发明公开了一种碳包覆钼酸铁纳米复合吸波剂及其制备方法。所述方法利用聚吡咯包覆钼酸铁形成球型纳米颗粒，再将其经过热解，形成核壳结构的碳包覆钼酸铁纳米复合材料。本发明的碳包覆钼酸铁纳米复合材料作为吸波剂使用时，当匹配厚度3.0mm时有效吸收带宽为4.75GHz，在4.0mm时反射损耗最小为‑40.8dB，其吸波性能优异，成本低廉。

技术研发人员：谢阿明,刘文丽,程思瑶,盛道虎,陈佑剑
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23