本發明涉及吸波材料，具體涉及一種復合碳基吸波材料及其制備方法。

背景技術：

1、作為一種特殊的材料，吸波材料可以將電磁波能量吸收或大大減弱，在現代科技中起著至關重要的作用。它的原理主要是基于材料內部電磁波和電磁損失機理的傳輸特性。當電磁波遇到吸波材料時，會與材料內部的電荷、磁矩產生相互作用，然后轉化為熱能或消耗其他形式的能量，從而達到吸收和衰減電磁波的目的。

2、吸波材料的應用領域隨著技術的不斷進步而逐步擴大，工藝日臻成熟。吸波材料的種類和性能不斷優化和提升，從最初的合金吸波材料，到碳纖維吸波材料，再到磁材吸波材料和多孔材料。如今，吸波材料已成為擁有專門的研究機構和制造商，并廣泛應用于軍事、電子、通信、航天等領域的獨立學科體系，在全球范圍內廣泛應用于吸波材料領域。吸波材料近年來發展迅速，例如：碳纖維材料，碳納米管材料，鐵氧體材料，導電聚合物材料等等。其中，碳基吸波材料具有輕便、耐久、耐高溫、抗腐蝕等特點，但是，通過現有的制備方法如化學氣相沉積法、靜電紡絲法和模板法等制備的碳基吸波材料的磁導率較低，有一定的局限性。

技術實現思路

1、針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種復合碳基吸波材料及其制備方法，本發明利用鐵酸錳和生物碳粉對聚氯乙烯粉末進行改性，使改性后的聚氯乙烯具有較好的吸波性能。

2、為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

3、一種復合碳基吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

4、將可溶性錳鹽、可溶性鐵鹽和pvc粉與生物質碳粉混合溶于水中，之后加入醋酸鈉，得到混合溶液，向所述混合溶液中加入堿性溶液調節ph，發生水熱反應，以pvc粉為反應基體，與生物質碳粉進行水熱碳化反應，破壞pvc中的c-cl鍵，將c-cl鍵轉化為c-o鍵，c=o鍵和c=c鍵，可溶性錳鹽和可溶性鐵鹽在水熱條件下反應生成mnfe2o4復合脫氯后的pvc粉。

5、之后進行后處理，得到復合碳基吸波材料。

6、本發明以pvc粉末作為反應的主要基體，加入碳粉進行水熱碳化反應，破壞pvc中的c-cl鍵，將c-cl鍵轉化為c-o鍵，c=o鍵和c=c鍵。可溶性錳鹽和可溶性鐵鹽用于生成mnfe2o4，生成的mnfe2o4可以復合脫氯后的pvc，通過ch3coona幫助以上物質充分溶解，生物碳能有效改性廢pvc，使得改性后pvc表面有大量孔洞，為鐵酸錳的復合提供了大量位點；樣品吸波性能可調控，通過控制鐵酸錳含量和碳粉含量，可以顯著提高pvc材料的綜合吸波性能。

7、在本發明優選的實施方式中，可溶性錳鹽與可溶性鐵鹽的摩爾比為1~2.5：2~5。

8、在本發明優選的實施方式中，可溶性錳鹽與pvc粉的質量比為2~5：4。

9、在本發明優選的實施方式中，pvc粉與碳粉的質量比為4：1~2。

10、在本發明優選的實施方式中，可溶性錳鹽與水的用量比為0.2?g~0.5?g：50?ml。

11、在本發明優選的實施方式中，水熱反應溫度為180℃~200℃，水熱反應時間為600min~700?min。

12、在本發明優選的實施方式中，可溶性錳鹽為mncl24h2o，可溶性鐵鹽為fe(no3)3·9h2o。

13、在本發明優選的實施方式中，調節ph≥10。

14、在本發明優選的實施方式中，后處理操作為：對樣品進行抽濾分離，并用水清洗濾餅，以去除cl-等雜質離子，之后對濾餅進行干燥，將干燥后的濾餅與石蠟研磨，保壓，得到壓片樣品。

15、本發明的另一個目的是提供一種上述任一項所述的制備方法制得的復合碳基吸波材料。

16、與現有技術相比，本發明具有的有益效果是：

17、1、本發明以pvc粉末作為反應的主要基體，加入碳粉進行水熱碳化反應，破壞pvc中的c-cl鍵，將c-cl鍵轉化為c-o鍵，c=o鍵和c=c鍵。可溶性錳鹽和可溶性鐵鹽用于生成mnfe2o4，生成的mnfe2o4可以復合脫氯后的pvc，通過ch3coona幫助以上物質充分溶解，生物碳能有效改性廢pvc，使得改性后pvc表面有大量孔洞，為鐵酸錳的復合提供了大量位點；樣品吸波性能可調控，通過控制鐵酸錳含量和碳粉含量，可以顯著提高pvc材料的綜合吸波性能。

18、2、生物碳能有效改性廢pvc，使得改性后pvc表面有大量孔洞，為鐵酸錳的復合提供了大量位點；樣品吸波性能可調控，本發明通過控制鐵酸錳含量和碳粉含量，可控制樣品吸波性能，鐵酸錳與生物質碳粉的含量對樣品的吸波性能具有顯著的非線性影響。

技術特征：

1.一種復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，可溶性錳鹽與可溶性鐵鹽的摩爾比為1~2.5：2~5。

3.根據權利要求1所述的復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，可溶性錳鹽與pvc粉的質量比為2~5：4。

4.根據權利要求1所述的復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，pvc粉與生物質碳粉的質量比為4：1~2。

5.根據權利要求1所述的復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，可溶性錳鹽與水的用量比為0.2?g~0.5?g：50?ml。

6.根據權利要求1所述的復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，水熱碳化反應溫度為180℃~200℃，水熱反應時間為600?min~700?min。

7.根據權利要求1所述的復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，可溶性錳鹽為mncl2?4h2o，可溶性鐵鹽為fe(no3)3·9h2o。

8.根據權利要求1所述的復合碳基吸波材料的制備方法，其特征在于，調節ph≥10。

9.一種權利要求1-8任一項所述的制備方法制得的復合碳基吸波材料。

技術總結
本發明涉及吸波材料領域，具體涉及一種復合碳基吸波材料及其制備方法，以PVC粉末作為反應的主要基體，加入碳粉進行水熱碳化反應，破壞PVC中的C?Cl鍵，將C?Cl鍵轉化為C?O鍵、C=O鍵和C=C鍵。可溶性錳鹽和可溶性鐵鹽用于生成MnFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;，生成的MnFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;可以復合脫氯后的PVC，通過CH<subgt;3</subgt;COONa幫助以上物質充分溶解，生物碳能有效改性廢PVC，使得改性后PVC表面有大量孔洞，為鐵酸錳的復合提供了大量位點；樣品吸波性能可調控，通過控制鐵酸錳含量和碳粉含量，可以顯著提高PVC材料的綜合吸波性能。

技術研發人員：呂振飛,柯洋慧,馮秀娟,沈秀琳,王慶平,王耀,蘭沖
受保護的技術使用者：安徽理工大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28