一种氢气和碳共同还原Co3O4制备CoO/Co搭载莲蓬生物质碳材料的方法及应用

本发明属于吸波材料，特别涉及一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的方法及应用。

背景技术：

1、随着通讯技术及现代科学技术的发展，构建重量轻、吸收强、厚度薄、宽频率特性的吸波材料对削弱电磁辐射的影响有重大意义。

2、在过去的几年里，过渡金属及其化合物被广泛研究应用于吸波材料，特别是含有金属co的coo可以有效的通过增加界面极化来提高反射损耗。但由于有利于介电损耗的介电材料的缺乏及纯coo的重量特性使其需要进一步改进。

3、研究表明，在过渡金属及其氧化物中添加碳基材料是增强介电性能的一种有效方法，目前报道的一种纳米氧化钴/石墨烯复合吸波涂层的制备方法中，采用了石墨烯来达到更好的吸波效果，但其具有较高的制备成本。

技术实现思路

1、为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的方法及应用，并通过碳及氢气将四氧化三钴还原为氧化钴及钴，得到氧化钴/钴搭载莲蓬生物质碳材料。该方法具有工艺简单，成本较低的特点。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料，呈不规则块状，块状颗粒外层包裹着一层小颗粒，经过表征得知不规则块状为c，小颗粒为co3o4，通过在氢气下还原co3o4获得coo/co搭载莲蓬生物质碳材料。

4、一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，包括以下步骤；

5、(1)将莲蓬(lp)放入管式炉中预碳化，然后hcl清洗抽滤干燥；将干燥的lp与koh加少量水搅拌真空干燥后在管式炉中活化，盐酸清洗抽滤干燥，得到莲蓬生物质碳；

6、(2)取步骤(1)莲蓬生物质碳溶于去离子水中，加入co(no3)2，磁力搅拌，加入氨水，搅拌，得到lp/co3o4溶液；

7、(3)将步骤(2)所得lp/co3o4溶液放入干燥箱中，保温，去离子水清洗，干燥，得lp/co3o4；

8、(4)将步骤3中获得的材料放于一定压力的氢气中，通过氢气和碳的还原作用共同还原co3o4。

9、所述步骤(1)中，lp与koh相互之间的质量比为1:3。

10、所述步骤(1)中，管式炉中500℃预碳化2h，将干燥的lp与koh加少量水搅拌真空干燥后在管式炉中800℃活化1-3h。

11、所述步骤(2)中，莲蓬生物质碳与co(no3)2质量比约为1：29；莲蓬生物质碳与去离子水质量比为1：500；去离子水与氨水体积比为5：4。

12、所述步骤(2)中搅拌100min。

13、所述步骤(3)中，干燥箱中，180℃保温8-12h，去离子水清洗3-4次。

14、所述步骤(4)中，氢气压力范围为2-8mpa。

15、所述步骤(4)还原后生成的lp/coo/co材料应用于吸波材料。

16、本发明的有益效果。

17、本发明突出的实质性特点在于从生态友好的生物质的热解中得到碳材料，通过简单的液相化学法成功的制备了一种氧化钴搭载莲蓬生物质碳材料，使co3o4颗粒均匀的附着在莲蓬生物质碳上，莲蓬生物质碳为多孔材料，而且可以调节铁磁性材料的介电性能，增强吸波效果。co3o4在一定条件下可以被碳及氢气还原为coo及co。该方法操作简便，条件易于控制，生产成本较低。

技术特征：

1.一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料，其特征在于，呈不规则块状，块状颗粒外层包裹着一层小颗粒，经过表征得知不规则块状为c，小颗粒为co3o4，通过在氢气下还原co3o4获得coo/co搭载莲蓬生物质碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；

3.根据权利要求2所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，lp与koh相互之间的质量比为1:3。

4.根据权利要求2所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，管式炉中500℃预碳化2h，将干燥的lp与koh加少量水搅拌真空干燥后在管式炉中800℃活化1-3h。

5.根据权利要求2所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，莲蓬生物质碳与co(no3)2质量比约为1：29；莲蓬生物质碳与去离子水质量比为1：500；去离子水与氨水体积比为5：4。

6.根据权利要求2所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌100min。

7.根据权利要求2所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，干燥箱中，180℃保温8-12h，去离子水清洗3-4次。

8.根据权利要求2所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，氢气压力范围为2-8mpa。

9.根据权利要求2-8任一项所述的一种氢气和碳共同还原co3o4制备coo/co搭载莲蓬生物质碳材料，其特征在于，所述步骤(4)还原后生成的lp/coo/co材料应用于吸波材料。

技术总结
本发明公开了一种氢气和碳共同还原Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;制备CoO/Co搭载莲蓬生物质碳材料的方法及应用，(1)将莲蓬放入管式炉中预碳化，然后HCl清洗抽滤干燥；将干燥的LP与KOH加少量水搅拌真空干燥后在管式炉中活化，盐酸清洗抽滤干燥，得到莲蓬生物质碳；(2)取步骤(1)莲蓬生物质碳溶于去离子水中，加入Co(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;，磁力搅拌，加入氨水，搅拌，得到LP/Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;溶液；(3)将步骤(2)所得LP/Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;溶液放入干燥箱中，保温，去离子水清洗，干燥，得LP/Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;；(4)将步骤3中获得的材料放于一定压力的氢气中，通过氢气和碳的还原作用共同还原Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;。本发明具有工艺简单，成本较低的特点。

技术研发人员：解秀波,葛承宇,张冰,王玉坤,倪翠,秦燕婷,祁玉鹏,杜伟,侯传信,张玉平,孙学勤,杨晓阳
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12