本發明涉及吸波材料，尤其涉及一種氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑及其制備方法和應用。

背景技術：

1、隨著電子通訊設備的快速發展，電磁污染問題日益突出，電磁吸波材料受到廣泛關注。金屬有機框架(mof)衍生材料是一種新型吸波材料，具有合成工藝簡單，生產成本低，熱穩定性好等優點，且衍生的多孔碳/磁性金屬顆粒復合材料克服了磁性顆粒分散不均勻等問題，因此在吸波領域廣受關注。

2、mof衍生物特別是以zif-67為前驅體衍生的碳基吸波材料是目前研究的重點，對異質金屬mof衍生的微波吸收材料及性能應用研究具有重大意義。而單一組分mof存在反射損耗小的問題，極大限制了該類吸波材料的實際應用。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明的目的在于提供一種氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑及其制備方法和應用。本發明制得的氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑的反射損耗高。

2、為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

3、本發明提供了一種氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑的制備方法，包括以下步驟：

4、將鈷基mof進行熱解碳化，得到鈷基mof多孔碳；

5、將所述鈷基mof多孔碳、氮化鋁(aln)和n,n-二甲基甲酰胺混合進行溶劑熱反應，得到所述氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑。

6、優選地，所述鈷基mof包括zif-67。

7、優選地，所述熱解碳化包括以下步驟：以5℃/min的速度升溫至400～900℃后保溫2h，再以5℃/min的速度冷卻至室溫。

8、優選地，所述氮化鋁和鈷基mof多孔碳的質量比為3～9:1～7。

9、優選地，所述氮化鋁和鈷基mof多孔碳的質量比為3:7、7:3、8:2或9:1。

10、優選地，所述氮化鋁和n,n-二甲基甲酰胺的用量比為5g:200ml。

11、優選地，所述溶劑熱反應的溫度為120～160℃，時間為12～24h。

12、優選地，所述溶劑熱反應完成后還包括將所得混合溶液依次進行洗滌、固液分離和烘干，得到所述氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑。

13、本發明還提供了上述技術方案所述制備方法制得的氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑。

14、本發明還提供了上述技術方案所述的氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑在軍事隱身、電子信息和生物醫學成像中作為電磁波吸收劑的應用。

15、本發明提供了一種氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑的制備方法，包括以下步驟：將鈷基mof進行熱解碳化，得到鈷基mof多孔碳；將所述鈷基mof多孔碳、氮化鋁和n,n-二甲基甲酰胺混合進行溶劑熱反應，得到所述氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑。

16、與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

17、本發明以鈷基mof為碳源前驅體，通過將鈷基mof進行熱解碳化得到的鈷基mof多孔碳為基礎碳源材料，結合了aln，顯著提升鈷基mof的吸波性能，提高了氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑的反射損耗。實施例的數據表明，本發明制得的氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑的反射損耗最大為-43.20db。且本發明的制備方法成本低，產量高，易制備。

18、進一步地，本發明限定了氮化鋁和鈷基mof多孔碳的質量比，調控介電/磁性材料的電荷分布和比例以達到最佳阻抗匹配，能夠有效提高反射損耗的能力以及改善有效的吸收帶寬，實現對電磁波在多個波段范圍內的靈活調控，且在保證材料本身重量輕的同時，涂層的厚度也較為輕薄，有利于對吸波材料所具有的“薄、輕、寬、強”這一終極目標的實現作出更有意義的研究，在保證超薄厚度下(1～6mm)的情況下，提高了鈷基mof的吸波性能，最終提升mof基二元碳納米吸波材料實際應用可行性和商業利用價值。

19、本發明還提供了上述技術方案所述制備方法制得的氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑，是一種二元復合納米吸波材料，可突破mof單一材料在電磁波吸收領域受限的問題，將此材料應用于電磁波吸收領域(包括軍事隱身、電子信息和生物醫學成像)，具有較好的發展潛力。

技術特征：

1.一種氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈷基mof包括zif-67。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱解碳化包括以下步驟：以5℃/min的速度升溫至400～900℃后保溫2h，再以5℃/min的速度冷卻至室溫。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氮化鋁和鈷基mof多孔碳的質量比為3～9:1～7。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述氮化鋁和鈷基mof多孔碳的質量比為3:7、7:3、8:2或9:1。

6.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，所述氮化鋁和n,n-二甲基甲酰胺的用量比為5g:200ml。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑熱反應的溫度為120～160℃，時間為12～24h。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑熱反應完成后還包括將所得混合溶液依次進行洗滌、固液分離和烘干，得到所述氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑。

9.權利要求1～8任一項所述制備方法制得的氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑。

10.權利要求9所述的氮化鋁/鈷基mof多孔碳復合材料吸波劑在軍事隱身、電子信息和生物醫學成像中作為電磁波吸收劑的應用。

技術總結
本發明提供了一種氮化鋁/鈷基MOF多孔碳復合材料吸波劑及其制備方法和應用，屬于吸波材料技術領域。本發明將鈷基MOF進行熱解碳化，得到鈷基MOF多孔碳；將所述鈷基MOF多孔碳、氮化鋁和N,N?二甲基甲酰胺混合進行溶劑熱反應，得到所述氮化鋁/鈷基MOF多孔碳復合材料吸波劑。本發明以鈷基MOF為碳源前驅體，通過將鈷基MOF進行熱解碳化得到的鈷基MOF多孔碳為基礎碳源材料，結合了AlN，顯著提升鈷基MOF吸波性能，提高了氮化鋁/鈷基MOF多孔碳復合材料吸波劑的反射損耗。

技術研發人員：馬巍,王勝,徐文文,呂文廣,伏鑫
受保護的技術使用者：蘭州資源環境職業技術大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24