一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料及制备方法

本发明涉及微波吸收材料，尤其是涉及一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、电子信息技术的快速发展给人类的生活带来了极大的便利。然而，电子产品的过度使用也会导致严重的电磁辐射和干扰，对人体健康有害。因此，利用电磁波吸收材料来消除额外电磁辐射的研究受到了广泛关注。

2、碳基材料由于其可调节的介电性能、低密度和良好的环境稳定性而正在吸波领域加速发展。其中，生物质碳材料是可再生的、生态友好的、丰富的资源，在世界各地均存在。且经过人类的各种农业活动，可以很容易地发现大量的生物质残留物，来源广泛。然而，目前大量的农业居住和森林副产品会直接被丢弃或焚烧，不仅导致严重的环境破坏，且造成了生物质残留物的资源浪费。以这些废弃的生物质为原料，采用简单的热处理工艺制备的生物质衍生碳具有优异的电磁波损耗性能，并且通过进一步调控孔隙度，可以增加界面极化，优化阻抗匹配性能，因此，提供一种以废弃的生物质为原料的生物质衍生碳吸波材料，被认为是一种新的、经济可行的处理电磁波污染的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料、制备方法及应用，以解决现有技术中存在的单一吸波材料低损耗、带宽窄的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供的了一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤s1：将回收的玉米须多次清洗之后在烘箱中烘干；

5、步骤s2：将步骤s1所得产物放入管式炉中在氩气气氛下升温至300-500℃进行预处理2-4小时；

6、步骤s3：将步骤s2所得产物研磨成粉末后，在一定浓度的koh溶液中进行活化10-12小时，放入真空干燥箱中进行烘干；

7、步骤s4：将步骤s3所得产物放入管式炉中氩气气氛中加热到500-700℃进行碳化2-4小时；

8、步骤s5：将步骤s4所得产物采用稀盐酸和蒸馏水清洗至中性之后在真空干燥箱中进行烘干得到生物质衍生碳材料。

9、根据一种优选实施方式，在步骤s1中，烘箱中的烘干温度为60-80℃。

10、根据一种优选实施方式，在步骤s3中，所述koh的浓度为6-12mol/l，真空干燥箱的烘干温度为60-80℃。

11、根据一种优选实施方式，在步骤s5中，稀盐酸的浓度为1-2mol/l，真空干燥箱烘干温度为60-80℃。

12、第二方面，本申请提供了一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料，其特征在于，所述生物质衍生碳吸波材料是由权利要求1至4任一项所述的制备方法制备而成。

13、第三方面，本申请还提供了所述的生物质衍生碳吸波材料在吸波器中的应用。

14、基于上述技术方案，本申请的以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料、制备方法及应用至少具有如下技术效果：

15、本申请的以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料的制备方法操作工艺简单，所制备的材料产量高且成本低。通过本申请的制备方法制备的生物质衍生碳吸波材料是一种单一组分吸波材料，具有大的比表面积和丰富的孔道结构，大量孔隙结构能够产生大量的界面极化，并且由于采用玉米须为生物质碳源，其中存在的氮原子掺杂使得入射电磁波可以进行多次反射、散射及能量耗散，从而有效地衰减电磁波。

技术特征：

1.一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，烘箱中的烘干温度为60-80℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述koh的浓度为6-12mol/l，真空干燥箱的烘干温度为60-80℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s5中，稀盐酸的浓度为1-2mol/l，真空干燥箱烘干温度为60-80℃。

5.一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料，其特征在于，所述生物质衍生碳吸波材料是由权利要求1至4任一项所述的制备方法制备而成。

6.如权利要求5所述的生物质衍生碳吸波材料在吸波器中的应用。

技术总结本发明提供了一种以玉米须为原料的生物质衍生碳吸波材料、制备方法及应用，涉及微波吸收材料技术领域，该方法包括如下步骤：将回收的玉米须多次清洗之后在烘箱中烘干；然后将所得产物放入管式炉中在氩气气氛下升温至300‑500℃进行预处理2‑4小时；将所得产物研磨成粉末后，在一定浓度的KOH溶液中进行活化10‑12小时，放入真空干燥箱中进行烘干；将所得产物放入管式炉中氩气气氛中加热到500‑700℃进行碳化2‑4小时；将所得产物采用稀盐酸和蒸馏水清洗至中性之后在真空干燥箱中进行烘干得到生物质衍生碳材料。本申请的制备方法通过两步热处理法制备了生物质衍生多孔碳复合材料，能满足吸波材料高损耗宽带宽的要求，且操作工艺简单，所制备的材料产量高且成本低。技术研发人员：向钢,师娟,张析受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2