一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法

本发明涉及电磁波吸收材料，特别涉及一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法。

背景技术：

1、现代通讯技术的发展极大地便利人们的日常生活，但同样高能电磁波会对人体健康、电子设备以及国防安全造成重大威胁。大量研究表明，长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退，甚至导致各种疾病；电磁污染也对精密电子设备的正常运行造成干扰，严重影响数据及信号的准确性与稳定性。电子信息对抗战正在主导着现代化战争的形式发展，雷达和卫星通讯等探测技术已经成为现代战场上的战略武器，因此，电磁辐射的有效防治对于人民生活、经济生产和国防建设至关重要，探求解决电磁波辐射和干扰的有效之法已经成为当今社会面临的又一挑战，而电磁波吸收材料(即吸波材料)的发展为此提供解决思路。银纳米线具备高比表面积、质量轻、稳定性好、高导热、导电性好等优异的理化性质，有望成为优异的吸波材料，目前银纳米线大多应用于透明电极、显示屏、柔性膜和有机太阳能电池等场合，对于银纳米线的吸波应用研究较少，该领域具有巨大的前景。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，所述方法步骤如下：

2、步骤1：制备银纳米线

3、将kbr、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)溶于乙二醇中得到无色溶液，加热至所需反应温度，将agc l的乙二醇分散液加入至反应液中，agno3的乙二醇溶液逐滴加入上述溶液中，搅拌反应一段时间，结束反应后离心分离得到产物银纳米线。

4、步骤2：制备银纳米线/羧甲基纤维素水溶胶

5、将羧甲基纤维素溶于水中搅拌一段时间得到溶液，加入银纳米线分散液搅拌一段时间得到纳米线/羧甲基纤维素交联溶胶。

6、步骤3：制备银纳米线/羧甲基纤维素气凝胶

7、将银纳米线/羧甲基纤维素水凝胶在一定条件下冻干得到银纳米线/羧甲基纤维素气凝胶。

8、步骤4：制备银纳米线复合气凝胶

9、将银纳米线气凝胶在一定条件下热解，得到轻质的银纳米线复合气凝胶吸波材料。

10、优选的，步骤1所述pvp的分子质量为58000-1300000。

11、优选的，步骤1所述的agc l：kbr：agno3：pvp的质量比为1:(1-5):(5-20):(20-50)，agno3:乙二醇的质量比为1：100-200。

12、优选的，步骤1中反应温度为160-180℃，agno3溶液的滴加时间为5-20分钟，反应时间为0.5-3h。

13、优选的，步骤2中羧甲基纤维素的浓度为5-30mg/m l，银纳米线与羧甲基纤维素的质量比为1：5-50，搅拌时间为3-12小时。

14、优选的，步骤3中冷冻的温度为-200℃至-20℃，干燥的时间为2-7天。

15、步骤4中高温热解的温度为700-1000℃，升降温速率为2-5℃/分钟，热解的气体氛围为氮气或者氩气。

16、与现有技术相比，本发明的优点是：本发明采用冷冻干燥和原位热解制备银纳米线复合气凝胶吸波材料，通过调控羧甲基纤维素和银纳米线的复合比例，碳的结晶度，气凝胶的孔隙率等因素，可以有效的调控吸波剂的阻抗匹配和衰减能力，大量的空隙可以极大的降低材料的密度，复合材料中存在电负性差异显著的大量异质界面提升了界面极化效应；银纳米线高长径比提高了吸波剂的传导损耗，提高了全波段的吸波性能，碳纤维中的缺陷可以充当偶极子，增强了偶极极化，多机制的协同作用获得了出色的综合性能。

17、与授权专利相比工艺简单，重复性、可靠性高、成本低，质量轻，在吸收强度、吸收带宽方面都有明显提升。通过调节银纳米线的长径比、碳结晶度、银纳米线与羧甲基纤维素的复合比等条件可以有效地调控电磁参数，获得出色的吸波性能。银纳米线/碳复合吸波材料在厚度为1.87mm时，最大反射损耗达到-57.62db，有效带宽达到了5.8ghz。

18、本发明采简易可靠的方法银纳米线复合气凝胶吸波剂，在整个制备过程中不产生有毒有害物质，未使用昂贵的原料，获得了高效的吸波性能、低制造成本、无污染的技术优势，有利于促进微波吸收材料的工业化大规模生产和商业化的应用。

技术特征：

1.一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，其特征在于：步骤1所述pvp的分子质量为58000-1300000。

3.根据权利要求1所述的一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，其特征在于：步骤1所述的agcl：kbr：agno3：pvp的质量比为1:(1-5):(5-20):(20-50)，agno3:乙二醇的质量比为1：100-200。

4.根据权利要求1所述的一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，其特征在于：步骤1中反应温度为160-180℃，agno3溶液的滴加时间为5-20分钟，反应时间为0.5-3h。

5.根据权利要求1所述的一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，其特征在于：步骤2中羧甲基纤维素的浓度为5-30mg/ml，银纳米线与羧甲基纤维素的质量比为1：5-50，搅拌时间为3-12小时。

6.根据权利要求1所述的一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，其特征在于：步骤3中冷冻的温度为-200℃至-20℃，干燥的时间为2-7天。

7.根据权利要求1所述的一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，其特征在于：步骤4中高温热解的温度为700-1000℃，热解时间为1-5小时，升降温速率为2-5℃/分钟，热解氛围为氮气或者氩气。

技术总结
本发明公开了一种银纳米线复合气凝胶吸波剂及其制备方法，涉及微波吸收领域。该吸波材料制备方法，包括了银纳米线合成、搅拌交联、冷冻干燥、高温碳化四个步骤。该吸波剂与具有出色的吸波性能和轻质的特点，银纳米线复合气凝胶质量轻、密度小，有效的提高了该吸波剂的实用性。本发明制备得到的微波吸收材料吸收强度高、有效吸收带宽较宽，制备工艺简便，成本较低，产品稳定性高，适合大规模批量生产。

技术研发人员：王焱,王广胜,徐朝权,吴睿,刘伟,黄梦林,季静欣,王雅芳,雍欢
受保护的技术使用者：电子科技大学长三角研究院（湖州）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4