专利名称：氧化钴/碳复合纳米吸波材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铁磁/介电复合纳米吸波材料，尤其是涉及一种以具有铁磁性的
氧化钴为内核、具有介电性的非晶碳或石墨碳为外壳的核/壳型复合纳米吸波材料及其制 备方法。 吸波材料在军事领域有着广泛的应用，已经成为各国军事装备隐身技术研究的关 键；而且随着电子工业的发展，电磁辐射的危害日益严重，电磁辐射已成为继大气污染、水 污染和噪音污染之后的第四污染源，对生态环境和人体健康造成了严重危害，使用吸波材 料是解决电磁污染危害的有效途径。因此对吸波材料的研究具有非常重要的意义。理想的 吸波材料应该具有强吸收、宽频段、厚度薄和质量轻等特点，为了更好地满足这些要求，制 备新型纳米复合吸波材料成为了当前的研究热点。 从目前的吸波材料的发展状况来看， 一种类型的材料很难满足日益提高的隐身技 术所提出的"薄、轻、宽、强"的综合要求，介电型吸波材料与磁性吸波材料主要覆盖范围分 别在厘米波段的低端和高端，因此需要将多种吸波材料进行多种形式的复合来获得最佳隐 身效果，提高吸波性能。铁磁/介电纳米复合双相吸波材料综合发挥了两种材料的优异性 能。此外，铁磁/介电复合结构中存在着大量的异质界面，能够产生多重折射_多重吸收和 界面极化等电磁损耗机制，所以铁磁/介电纳米复合材料具有巨大的发展空间和良好的应 用前景。铁磁/介电纳米复合材料，如a -Fe/Fe3B/Y203复合颗粒、Fe/CNT等显示出了优秀 的吸波性能，但由于含有多相吸波体的单层吸波材料虽然是最理想的吸波材料，若要直接 获得，从原理和技术上都是很困难的。 在目前该领域的研究中，主要通过气相沉积(Che， R. C. ;Peng， L. M. ;Dimn，
X. F. Microwave absorption enhancement and complex permittivity and permeability of Fe encapsulatedwithin carbon nanotubes [J]. Adv. Mater， 2004， 16 (5) :401.)、电弧方文 电(Liu，X. G. ;Geng，D. Y. ;Zhang. Z. D. Microwave-absorption properties of Zn0_coated
iron nanoc即sules[J].A卯l.Phys丄ett，2008，92 :1731171.)、热处理-球磨(Liu， J. R.;
Itoh， M. ;Machida. K. I. Elecrtomagnetic waveabsorption properties of a _Fe/Fe3B,
Y203 nanocomposites in gigahertz range[J]. Appl. Phys. Lett, 2000，83(19) :4017.)等
方法来制备铁磁/介电纳米复合材料，这些方法工艺复杂，反应条件相对苛刻，操作过程相 对繁琐，且产率较低，从而在实际应用中受到了 一定程度的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化钴/碳复合纳米吸波材料及其制备方法。
本发明所述氧化钴/碳复合纳米吸波材料为核壳结构，内核为铁磁性氧化钴内 核，外壳为碳层，内核包覆于外壳中；所述铁磁性氧化钴内核为氧化钴纳米颗粒，或纳米片， 或由纳米颗粒或纳米片构成的聚集体，所述铁磁性氧化钴内核的粒径为10 3Q0nm ;所述
背景技术：
3碳层为非晶碳层，或石墨碳层，或非晶碳与石墨碳混合碳层，所述碳层的厚度为1 100nm。
本发明所述氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法包括以下步骤
1)将钴盐加入溶剂中，钴盐溶解后，装入反应釜中；
2)将反应釜装入外套，加热； 3)待反应釜自然冷却到室温后，取出上层清液，离心分离下层沉淀，清洗，烘干，即得片状/花状氢氧化钴前驱物。 4)在石英管中将前驱物与油胺混合，溶解后把石英管插入管式炉中加热，恒温至少20min后将石英管取出，加入无水乙醇，静置，离心分离沉淀，清洗沉淀后烘干，即得氧化钴/碳铁磁/介电复合纳米吸波材料，该产物是一种铁磁/介电复合纳米材料，内核为具有铁磁性的氧化钴内核，外壳为具有介电性的非晶碳层或石墨碳层以及非晶碳与石墨碳的混合层，内核包覆于外壳中。 在步骤1)中，所述钴盐最好选自硝酸钴、氯化钴、醋酸钴等中的一种；所述醇最好选自乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇等中的一种；所述醇胺最好选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等中的一种；所述溶剂最好为水、醇和醇胺混合溶剂，按体积比，水醇醇胺可为
20 : (1 20) : a 20)，最好为i0 :5:4。 在步骤2)中，所述加热的温度可为170 20(TC，加热后可恒温至少2h ;所述加热的温度最好为18(TC，加热后最好恒温12h。 在步骤3)中，所述清洗最好依次用水和乙醇反复清洗至少3次，所述烘干的温度最好为80°C。 在步骤4)中，所述前驱物与油胺的用量，按体积比，前驱物油胺可为l : (25 50)，前驱物油胺最好为l : 25，所述溶解最好采用超声溶解，所述加热的温度可为260 35(TC，最好为30(TC，所述恒温的时间最好为20min，所述清洗最好依次用环己烷和无水乙醇反复清洗至少1次，所述烘干的温度最好为80°C。 本发明通过将无机钴盐溶解于混合溶剂中，进行溶剂热反应，获得纳米尺度的前驱物，然后在有机胺中热处理，得到表面均匀地包覆了碳层的产物，形成了铁磁/介电复合纳米吸波材料。相对于目前报道的铁磁/介电复合纳米吸波材料的制备方法及碳在表面的包覆方法来说，本发明的突出优点在于 1)本发明采用的是一种简单的液相化学法，具有操作简便、条件易于控制等特点，而目前文献报道的铁磁/介电复合纳米吸波材料的制备方法主要以气相沉积法为主(需要精确严格地控制制备过程中的气流、气压等条件)，相比之下，本发明的条件范围较宽松。
2)目前报道的表面包覆碳的方法需要经过葡萄糖的水解、高温热处理等多步操作，对水解pH值、热处理温度等所需条件较严格，而本发明在包覆碳的过程中，所需要的条件简单。 3)本发明产物产率高，且相对于气相沉积IOO(TC以上的高温来说，本发明条件温和，这可为大规模生产降低成本。 4)由于本发明所制得的氧化钴/碳复合纳米吸波材料，采用铁磁材料与介电材料复合，因此不仅具有多孔结构，而且具有优异的吸波性能，可以满足相关军工和民用产品的实际需要。
图1为本发明实施例的前驱物的SEM图。在图1中，所得前驱物是六水合硝酸
钴在磁力搅拌下加入水、乙醇和二乙醇胺组成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=
20 : 10 : 1)，待完全溶解后，将溶液装入反应釜加热至18(TC，保持12h后得到的；前驱物 为片状，厚度为10 50nm，大小约为300nm。 图2为本发明实施例的前驱物经热处理后得到的产物SEM图。由图2可以看出， 产物仍然很好地保持了前驱物的片状结构。 图3为单个片状产物的HRTEM图。在图3中，测量了其中几组晶面间距， 0. 087nm = dc。。(422)，0. 212nm = dc。。(2。。)，0. 113nm = dc。。(4。。)，根据这些d值，确定其为 CoO (JCPDS43-1004)，空间群Fm-3m，晶胞参数a = 4.2600 A。 图4为片状产物边缘部分的高分辨像。在图4中，选择最外层处测量晶面间距， 0. 359nm对应于石墨碳(JCPDS 02-0456)的晶面；可见外表面包覆了 1 5nm厚的碳层，且 碳层已有部分发生石墨化。 图5为片状产物在低温(2K)和室温(300K)下的磁滞回线。在图5中，横坐标为 磁场强度H[T]，纵坐标为M(磁化强度)[emu/g] ;B为2K，參为300K ;可以看到产物在2K和 300K时都显示出铁磁性。 图6为片状产物2000e下ZFC-FC曲线。在图6中，纵坐标为M(磁化强度)[emu/ g] ;口为ZFC(零场冷却)，O为FC(场冷却)；产物的相变温度很高，在300K左右；横坐标 为温度T[K]。 图7为片状产物吸波三维云图。在图7中，片状产物最大反射损失为55dB;横 坐标为频率Frequency (G Hz)，左纵坐标为厚度Thickness (mm)，右纵坐标为反射损失 Reflectloss(-dB)。 图8为片状产物的单个厚度处吸波图。在图8中，横坐标为频率Frequency(G Hz)， 纵坐标为反射损失Reflectloss(-dB);从左至右吸波曲线分别代表的厚度为3mm， 2. 5mm， 2mm，4. 496mm ;片状产物在厚度4. 496mm，频率16. 41GHz处达到最大反射损失55dB。
图9为本发明实施例的前驱物的SEM图。在图9中，前驱物是六水合硝酸钴在磁力
搅拌下加入水、乙醇和二乙醇胺组成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : io : 8)，
将溶液装入反应釜加热至18(TC，保持12h后得到的；如图所示前驱物为由片状自组装成的 花状物，大小约为2m，分散性很好。 图10为前驱物经热处理后得到的产物SEM图。在图10中，产物仍然很好地保持 前驱物的花状结构，但是表面由光滑变得粗糙。 图11为单个花状产物的TEM图。在图11中，可以清楚地看到每朵花的表面都发 生了包覆。 图12为花状产物边缘部分的HRTEM图。在图12中，可以看到包覆的碳层厚度约 为100nm。 图13为花状产物在低温(2K)和室温(300K)下的磁滞回线。在图13中，横坐标 为磁场强度H[T]，纵坐标为M(磁化强度)[emu/g] ;B为2K，參为300K ;可以看到产物在2K 和300K时都不同于一般CoO的反铁磁性，而是显示出铁磁性。 图14为花状产物2000e下ZFC-FC曲线。在图14中，横坐标为温度T [K]，纵坐标为M(磁化强度)[emu/g] ;口为ZFC(零场冷却)，〇为FC(场冷却);产物的相变温度很高，在300K左右。 图15为花状产物吸波三维云图。在图15中，横坐标为频率Frequency (G Hz)，左纵坐标为厚度Thickness (mm)，右纵坐标为反射损失Ref lectloss (-dB);花状产物最大反射损失40dB。并且在厚度2. 5mm以下时，花状产物在8 18GHz频段范围内即可达到10dB以上的吸收，在10 15GHz范围内反射损失值大于30dB。 图16为花状产物的单个厚度处吸波图。在图16中，横坐标为频率Frequency (GHz)，纵坐标为反射损失Ref lectloss (-dB);从左至右吸波曲线分别代表的厚度为3. Omm，2. 5mm， 2. 398mm， 2. 0mm ;在厚度2. 4mm，频率12. 79GHz处，达到最大反射损失值40dB。
具体实施例方式
下面通过实施例结合图对本发明作进一步说明。
实施例1 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入31mL的水、乙醇和二乙醇胺组
成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : io : i)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至180°C，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到片状氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
前驱物及产物经SEM、 TEM、 HRTEM等现代纳米测试分析技术对其形貌、成分、微结构进行系统的研究，产物使用了 SQUID磁强计进行磁性表征，网络矢量分析仪进行吸波性能分析。SEM表征如图l和2所示，前驱物及产物均为片状结构，直径约为300nm。选取单个片状物对其进行高分辨像分析，图3和4为所选片状产物中间及边缘部分的HRTEM图，通过在中间部分测量晶面间距确定其为CoO(JCPDS 43-1004)，空间群Fm-3m，晶胞参数a =4.2600 A。通过油胺热处理后，所得产物表面包覆有l-5nm厚的碳层。 图5和6是产物的磁性表征，可以看到所得到的产物具有强的铁磁性，其在2K和300K时都显示出铁磁性并且具有较高的相变温度。 图7和8是产物的吸波性能表征，可以看到所得到的产物作为介电/铁磁复合纳米吸波材料，其在厚度4. 5mm，频率16. 41GHz处达到最大反射损失55dB，具有优异的吸波性能。 实施例2 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、乙醇和二乙醇胺组
成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至180°C，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到花状氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插 入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分 离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
SEM表征如图9和10所示，前驱物及产物均为为由片组成的花状物，大小约为 2um。选取单个花状物对其进行高分辨像分析，图11和12为所选花状产物及边缘部分的 HRTEM图，由花状产物的TEM图和边缘部分的高分辨像可以清楚的看到碳层对每朵花的表 面都进行了包覆，碳层厚度约为100纳米。 图13和14是产物的磁性表征，可以看到所得到的产物具有强的铁磁性，其在2K 和300K时都显示出铁磁性并且具有较高的相变温度。 图15和16是产物的吸波性能表征，可以看到所得到的产物作为介电/铁磁复合 纳米吸波材料，在厚度2. 5mm以下时，在8 18GHz频段范围内即可达到10dB以上的吸收， 在10 15GHz范围内反射损失值大于30dB。在厚度2. 4mm，频率12. 79GHz处，达到最大反 射损失值40dB。由此可见所得到的产物作具有优异的吸波性能。
实施例3 (1)称取0. 3g Co(N03)2 6H20，在磁力搅拌下加入31mL的水、乙醇和二乙醇胺组
成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : i : io)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟 乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至180°C，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插 入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 60min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分 离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例4 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、乙醇和二乙醇胺组
成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟 乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至17(TC，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插 入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分 离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例5 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、乙醇和二乙醇胺组
成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟 乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至200°C ，保持2h。
7
(3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。
(4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例6 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入31mL的水、乙醇和二乙醇胺组
成的混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : i : io)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至18(TC，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 50混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 45min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例7 (1)称取0. 3g CoCl2 *61120，在磁力搅拌下加入31mL的水、乙醇和二乙醇胺组成的
混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : i : io)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至180°C，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到260°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例8 (1)称取0. 3g CoAc2 *4H20，在磁力搅拌下加入32mL的水、乙醇和二乙醇胺组成的
混合溶剂中(水乙醇二乙醇胺=20 : i : 20)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至18(TC，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到360°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例9 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、乙醇和乙醇胺组成
的混合溶剂中(水乙醇乙醇胺=20 : 20 : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。
(2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至180°C，保持12h。
(3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插 入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分 离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例10 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、乙醇和三乙醇胺组
成的混合溶剂中(水乙醇三乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟 乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至18(TC，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插 入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分 离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例11 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、正丙醇和二乙醇胺
组成的混合溶剂中(水正丙醇二乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚 四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至180°C，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插 入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分 离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例12 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、正丁醇和二乙醇胺
组成的混合溶剂中(水正丁醇二乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚 四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至18(TC，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插 入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分 离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例13 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、正戊醇和二乙醇胺
组成的混合溶剂中(水正戊醇二乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。
(2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至18(TC，保持12h。
(3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例14 (1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、正丙醇和乙醇胺组
成的混合溶剂中(水正丙醇乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至18(TC，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
实施例15(1)称取0. 3g Co(N03)2 61120，在磁力搅拌下加入38mL的水、正丁醇和三乙醇胺
组成的混合溶剂中(水正丁醇三乙醇胺=20 : io : 8)，待完全溶解后，将溶液装入聚四氟乙烯反应釜。 (2)将反应釜装入不锈钢外套，放于烘箱中加热至18(TC，保持12h。 (3)待反应釜自然冷却到室温后，取出倒出上层清液，离心分离下层沉淀，用无水
乙醇清洗3次，8(TC烘干，即得到氢氧化钴前驱物。 (4)在石英管中将前驱物与油胺按体积比1 : 25混合，超声溶解，然后把石英管插入竖直的管式炉中迅速加热到300°C ， 30min后将石英管取出，加入无水乙醇静置，离心分离沉淀，用环己烷/无水乙醇反复清洗沉淀，8(TC烘干，即得到目标产物。
权利要求
氧化钴/碳复合纳米吸波材料，其特征在于为核壳结构，内核为铁磁性氧化钴内核，外壳为碳层，内核包覆于外壳中；所述铁磁性氧化钴内核为氧化钴纳米颗粒，或纳米片，或由纳米颗粒或纳米片构成的聚集体，所述铁磁性氧化钴内核的粒径为10～300nm；所述碳层为非晶碳层，或石墨碳层，或非晶碳与石墨碳混合碳层，所述碳层的厚度为1～100nm。
2. 如权利要求1所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于包括以 下步骤1) 将钴盐加入溶剂中，钴盐溶解后，装入反应釜中；2) 将反应釜装入外套，加热；3) 待反应釜自然冷却到室温后，取出上层清液，离心分离下层沉淀，清洗，烘干，即得片 状/花状氢氧化钴前驱物；4) 在石英管中将前驱物与油胺混合，溶解后把石英管插入管式炉中加热，恒温至少 20min后将石英管取出，加入无水乙醇，静置，离心分离沉淀，清洗沉淀后烘干，即得氧化钴/ 碳铁磁/介电复合纳米吸波材料，该产物是一种铁磁/介电复合纳米材料，内核为具有铁 磁性的氧化钴内核，外壳为具有介电性的非晶碳层或石墨碳层以及非晶碳与石墨碳的混合 层，内核包覆于外壳中。
3. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤 1)中，所述钴盐选自硝酸钴、氯化钴、醋酸钴中的一种。
4. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤 1)中，所述醇选自乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇中的一种；
5. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤 1)中，所述醇胺选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种；
6. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤1) 中，所述溶剂为水、醇和醇胺混合溶剂，按体积比，水醇醇胺为20 : (1 20) : (l 20)，最好为io : 5 : 4。
7. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤2) 中，所述加热的温度为170 20(TC，加热后恒温至少2h ;所述加热的温度最好为180°C， 加热后最好恒温12h。
8. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤3) 中，所述清洗依次用水和乙醇反复清洗至少3次，所述烘干的温度为80°C。
9. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤4) 中，所述前驱物与油胺的用量，按体积比，前驱物油胺为i : 25 50，前驱物油胺最 好为i : 25。
10. 如权利要求2所述的氧化钴/碳复合纳米吸波材料的制备方法，其特征在于在步骤 4)中，所述溶解是采用超声溶解，所述加热的温度为260 35(TC，最好为30(TC，所述恒温 的时间为20min，所述清洗是依次用环己烷和无水乙醇反复清洗至少1次，所述烘干的温度 为80°C。
全文摘要
氧化钴/碳复合纳米吸波材料及其制备方法，涉及一种铁磁/介电复合纳米吸波材料。氧化钴/碳复合纳米吸波材料为核壳结构，内核为铁磁性氧化钴内核，外壳为碳层。将钴盐加入溶剂中，钴盐溶解后，装入反应釜中；将反应釜装入外套，加热；待反应釜自然冷却到室温后，取出上层清液，离心分离下层沉淀，清洗，烘干，即得片状/花状氢氧化钴前驱物。在石英管中将前驱物与油胺混合，溶解后把石英管插入管式炉中加热，恒温至少20min后将石英管取出，加入无水乙醇，静置，离心分离沉淀，清洗沉淀后烘干，即得氧化钴/碳铁磁/介电复合纳米吸波材料。
文档编号C01G51/04GK101728045SQ200910112780
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者刘晶, 匡勤, 江智渊, 郑兰荪 申请人:厦门大学