多孔炭的制備及微波吸收性能的研究.pdf

1、采用溶膠-凝膠結(jié)合冷凍干燥和高溫分解的方法，通過改變?nèi)軇┖俊⒎磻锉壤痛呋瘎┖恐苽涞玫叫蚊埠涂讖椒植伎烧{(diào)的多孔炭材料。場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)結(jié)果表明，所得多孔炭材料均形成三維交聯(lián)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，介孔和大孔清晰可見。由X-射線衍射分析(XRD)、Raman光譜和N2吸附分析可知，隨著叔丁醇(T)與間苯二酚(R)的摩爾比(T/R)的減小，多孔炭的石墨化程度幾乎沒有改變，而孔的形貌則由無序的裂隙狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榫鶆虻幕\狀結(jié)構(gòu)。隨著糠醛

2、(F)對間苯二酚(R)的摩爾比(F/R)的增大，多孔炭石墨化程度增加，孔的形貌由裂隙狀過渡到籠狀。當間苯二酚(R)對六次甲基四胺(HTMA)的摩爾比(R/H)增大時，多孔炭的石墨化程度增大，且孔的形貌由無序的裂隙狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榫鶆虻耐矤罱Y(jié)構(gòu)。矢量網(wǎng)絡分析儀測量所得多孔炭樣品在8.2-12.4GHz頻率范圍的微波介電性能結(jié)果表明，孔形貌和石墨化程度對多孔炭的介電損耗性能有影響。當T/R比為7.5時，具有均勻籠狀孔結(jié)構(gòu)的多孔炭的復介電常數(shù)的實部

3、ε′和虛部ε′′具有最大值，分別為13.2-6.5和15.6-10.1。F/R比為2.5時，所得多孔炭具有較好的石墨化程度和均勻的籠狀孔結(jié)構(gòu)，其ε′和ε′′具有最大值，分別為12.2-11和12.4-10。R/H比為75時，樣品具有較好的石墨化程度和均勻的筒狀孔結(jié)構(gòu)，其具有最大的ε′值，為4.5-2。同時討論了石墨化程度和孔結(jié)構(gòu)對微波吸收性能的影響機制。
　　Co摻雜多孔炭材料的FESEM的結(jié)果表明，Co摻雜多孔炭仍然保持三維交聯(lián)

4、的多孔網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，孔隙明顯可見。XRD結(jié)果表明，摻雜多孔炭樣品中除了主相石墨C外還出現(xiàn)了單質(zhì)Co和化合物Co3C相。Co濃度和分解溫度的改變，對多孔炭的石墨化程度有影響。Co摻雜多孔炭樣品在8.2-12.4GHz頻率范圍內(nèi)的微波電磁性能結(jié)果表明，與未摻雜的多孔炭樣品相比，Co摻雜多孔炭樣品的介電損耗性能均有顯著提高；當摻雜Co的濃度為5％時，其ε′、ε′′和損耗角正切tanδE值達到最大，分別為10.75，4.5和0.45。隨分解溫度的升

5、高，10%Co摻雜多孔炭樣品的微波介電損耗性能隨之提高，在1100oC時，其ε′最大，約為9.8，而900oC時ε′′達到最大，約為2.15。與未摻雜樣品相比，除800oC，10%Co摻雜多孔炭有較高的磁導率的虛部u′′和損耗角正切tanδM外，其余樣品的磁損耗性能變化均不顯著。
　　Fe摻雜多孔炭材料的FESEM的結(jié)果表明，F(xiàn)e摻雜多孔炭仍然保持三維交聯(lián)的多孔網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，孔隙清晰可見。XRD分析結(jié)果表明，摻雜多孔炭樣品中除了主相石

6、墨C外，還出現(xiàn)了單質(zhì)Fe金屬和化合物FeC化合物相。Fe濃度和分解溫度的改變，對多孔炭的石墨化程度有影響。Fe摻雜多孔炭樣品在8.2?12.4GHz頻率范圍內(nèi)的微波電磁性能結(jié)果表明，當Fe摻雜濃度為10%時，ε′值最大，約為12.75，ε′′為3-3.5；當Fe摻雜濃度為15%時，其ε′′和tanδE值最大，約為4.5和0.42，與未摻雜的多孔炭相比，均有顯著提高。隨分解溫度的升高，F(xiàn)e摻雜濃度為10%的多孔炭樣品的微波介電損耗性能得以