Co/CoO/莲蓬生物质碳复合吸波材料的制备和吸波性能研究

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由于5G时代的到来以及电子产品的普及,使得电磁污染在人们的日常生活中广泛存在。不仅威胁到各种电子设备的正常运转,还会通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接的伤害。目前单一的磁损耗吸波材料和碳基吸波材料都有其缺点,近年来,碳基微波吸收材料由于追求重量轻、厚度薄、频带宽的高吸收性能微波吸收材料,从基础理论研究到实验设计和分析得到学术界的广泛关注。其中新型碳材料如碳纳米管、碳纳米线圈、石墨烯或还原氧化石墨烯、碳基气凝胶、由于其高电导率,大的比表面积和更低的复合材料阈值,它们在微波吸收应用中显示出巨大的潜力。然而,这类碳材料的合成工艺复杂,准备成本相对较高,这在工业上很难大规模生产。寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料-吸波材料,已成为材料科学的一大课题。 基于此,考虑到丰富的储量,多样的形式,原始的多孔结构,生态友好以及可持续的特性,生物质衍生的方法是一种环保价格低廉的材料制备方法。本项目首创使用具有管壁多孔结构的莲蓬作为碳基材料,并搭载磁性材料Co3O4所组成的莲蓬生物质衍生碳/Co3O4 -石蜡吸波复合材料,其中设计了低温氢气还原法,吸波性能得到显著提高,在18 GHz处具有-60.63 dB的最小反射损失值,反射损失值低于-10 dB的吸收频宽在厚度为4.70毫米处具有14.10 GHz的非常大的有效带宽。与国内外的公开报道相比,本项目研究的吸波材料具有造价低,强吸收,宽频带和重量轻等优点。 实验制得粉末样品可制作吸波涂料和吸波片应用于日常生活场景,将为电磁波的高效吸收提供理论及技术支撑。电子设备和5G的普及使电磁波普遍存在于各个地方,由于没有有效的吸收方式和途径而产生电磁污染,对人类健康及生命安全造成了巨大威胁。本项目致力于构建高频宽、强吸收、社会效益与环境效益并存的绿色高性能吸波材料。 本项目在研究过程中获得大学生创新创业训练计划国家级立项两项,发表SCI学术论文5篇,其中4篇均为团队成员一作,论文最高影响因子9.965。 此外,莲蓬生物质衍生碳材料造价低,中试制得的吸波涂料和吸波片极易实现商业化。目前团队已与微山湖莲蓬生产基地签订原材料供应协议;与山东金溶新材料科技有限公司签订合同订单,期望为生物质衍生碳类吸波材料的产业化添砖加瓦。