本发明涉及电磁波吸收材料领域，具体涉及一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着科技的进步，雷达探测设备和无线通信的广泛应用，手机，电脑等电子设备给人们带来了很多的方便。不可避免地会造成电磁污染。过量的电磁能不仅危害人们的身体健康，影响工业生产和军事通信，影响机械设备的正常运行，严重的还有可能泄露信息，危害个人和国家的信息安全。因此，寻找一种先进的电磁波吸收材料来解决电磁波辐射造成的电磁波污染具有重要的研究意义。就目前对电磁波吸收的研究而言，电磁波吸收材料可以分为：磁损耗材料和介电损耗材料。磁损耗材料一般包括铁氧体、金属氧化物、磁性合金颗粒；介电损耗材料一般包括碳质材料和导电聚合物。近年来，由于介电损耗材料或磁损耗材料成分单一，不能达到理想的吸收性能。因此，越来越多的人开始将电损耗材料和磁损耗材料复合，根据阻抗匹配条件，寻找具有适中的介电常数和高磁导率的理想电磁吸波材料。
2、近年来研究发现，磁损耗材料feco，由于其高饱和磁化强度和磁导率而表现出令人满意的电磁波吸收强度。然而，铁磁体包括磁性金属(fe和co等)，这些金属很容易被氧化，尤其是在纳米或微米尺度上，随着时间的推移，电磁波吸收性能会降低。并且更是由于单一的磁损耗材料不能达到理想的吸波性能，所以还需要引入介电损耗材料来改善阻抗匹配。
3、作为一种典型的过渡金属二硫属化物，mos2因其独特的电学、光学和机械性能而引起了极大的关注。特别令人感兴趣的是，稳定的半导体相(2h)和亚稳金属(1t)是mos2存在的形式。1t-mos2的电子浓度被证实是2h相的约10倍。此外，金属相1t-mos2对比传统半导体2h-mos2表现出更优异的导电性和更显著的介电损耗特性。可以有助于阻抗匹配的优化。另外，mos2二维的片状结构能够的有效的反射电磁波，进而更多地损耗掉电磁波。
4、本发明的实验和理论结果都表明，通过强磁场水热法制备的feco合金颗粒，进行复合得到的三维核壳纳米结构材料可以改善材料电磁波吸收性能。
技术实现思路
1、本发明提出了一种强磁场下feco@sio2@1t/2h-mos2纳米结构电磁波吸收材料的强磁场合成方案。通过在水热合成的过程中施加一定的强磁场，从而得到一种鱼骨状的feco的材料，然后用sio2对其进行包覆，最后再次通过强磁场水热法使feco@sio2表面生成1t/2h-mos2纳米片，最后得到一种三维核壳结构的feco@sio2@1t/2h-mos2。材料的多间隙树枝状纳米结构及表面mos2的纳米片使其具有更加优异的微波吸收性能。
2、本发明提供一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料，所述材料由微米级的颗粒堆叠而成，每个所述颗粒从内到外依次包括：核层，包裹在所述核层外的sio2层，以及包裹在sio2层之外的1t/2h相的mos2层；所述核层由三维鱼骨状结构的合金核构成，所述合金核由fe、co合金组成。
3、本发明还提供一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料在电磁吸收中的应用，所述材料在匹配厚度为2.15mm，频率为10.04ghz时，最大反射损耗达到-50.15db；在匹配厚度为1.5mm时，有效带宽为4.68ghz；在匹配厚度为3mm时，在2-8ghz的低频下也表现出吸波性能。
4、本发明还提供一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料的制备方法，包括如下步骤：
5、步骤1，首先按co和fe元素物质的量比为1：1的比例，称取2价co盐和fe盐，添加到水和无水乙醇按体积比1:1混合得到的混合溶液中，磁力搅拌至完全溶解，得到溶液a；
6、然后在剧烈搅拌下,向溶液a中加入包括naoh和n2h4·h2o的混合溶液，剧烈搅拌10min，得到溶液b；
7、将溶液b转移到反应釜中，施加磁场，采用强磁场水热法得到合金核纳米颗粒；所述合金核纳米颗粒为鱼骨状；
8、步骤2，将步骤1制备的合金核纳米颗粒加入到由乙醇溶液中,通过搅拌使合金核纳米颗粒分散后，滴加nh3·h2o和(c2h5o)4si，并继续搅拌反应，最后经过离心、干燥，得到feco@sio2产物；
9、步骤3，将步骤2制备的feco@sio2产物，超声分散在去离子水当中，加入ch4n2s和(nh4)6mo7o24·4h2o,搅拌后得到溶液c；
10、将溶液c转移到反应釜中，施加磁场，通过强磁场水热法进行反应，最后干燥获得feco@sio2@1t-2h-mos2。
11、优选的，步骤1中，2价co盐和fe盐分别为cocl2·6h2o和fecl3·6h2o，co盐和fe盐的加入量均为1.5mmol；步骤1中，由无水乙醇和去离子水组成的混合溶液的体积为15ml；步骤1中，所述包括naoh和n2h4·h2o的混合溶液，是通过所述5mol/l的naoh水溶液和50wt％浓度的n2h4·h2o溶液混合而成，所述naoh水溶液和n2h4·h2o溶液的加入量各为5ml。
12、优选的，步骤1中，所述剧烈搅拌的时间为10min；施加的磁场大小为6t，励磁和退磁速率均为0.09t/min；所述强磁场水热反应的温度为160℃，时间为10h。
13、优选的，步骤2中，加入的合金核纳米颗粒的质量为0.2g；步骤2中，所述乙醇溶液中，无水乙醇和去离子水的体积各为20ml；步骤2中，滴加的nh3·h2o为4ml，(c2h5o)4si为0.4ml；步骤2中，滴加nh3·h2o和(c2h5o)4si之前和之后的所述搅拌，均为在24℃条件下搅拌，滴加nh3·h2o和(c2h5o)4si之后的所述搅拌，时间为12h。
14、优选的，步骤3中，feco@sio2产物的质量为0.2g；所述去离子水的体积为21.8ml；ch4n2s的质量为0.3621g；(nh4)6mo7o24·4h2o的质量为0.71045g；步骤3中，施加的磁场大小为6t，励磁和退磁速率均为0.09t/min。
15、优选的，步骤3中，强磁场水热反应的反应温度为180℃；强磁场水热反应的反应时间为18h。
16、本发明提供的一种新型feco@sio2@1t/2h-mos2鱼骨状电磁波吸收剂，采用使用强磁场水热法合成了具有鱼骨状的feco，然后为了防止硫化和氧化，使用sio2对feco进行包覆，最后再次通过强磁场水热法以制备1t/2h相的mos2，最终形成一种表面覆盖片状1t/2h-mos2的三维核壳结构的feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料。该纳米结构吸波材料在低厚度下具有宽的有效吸收频带和优异的电磁波吸收性能。
17、本发明提供的上述二维纳米结构feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料制备方法，该方法无需使用剧毒的有机溶剂，方法步骤简单，可控性强，成本低，可以用于大规模工业化生产。
18、本发明的电磁波吸收剂含有多个三维球状结构，每个三维球状结构由feco合金颗粒和以及包裹在颗粒外层的防止硫化的sio2层和最外层的二维mos2片组成，这样就组成了多间隙的三维球状结构材料。
19、本发明feco@sio2@1t/2h-mos2吸波材料的制备原理：本发明采用强磁场低温水热法合成了鱼骨状的feco合金颗粒链，然后使用硅酸四乙酯在水浴搅拌下在feco表面形成sio2壳包覆；最后在通过强磁场水热法在复合物表面生成1t/2h相的mos2纳米片。进而得到的这种三元复合的feco@sio2@1t/2h-mos2复合材料。该纳米材料中feco合金产生的交换共振引起的磁损耗、并且鱼骨状结构将引起的导电损耗增加。此外，三维分层配置有效地提供了更大的有效位置，延长了多次反射和散射的电磁波传输路径，且该纳米材料的表面二维mos2具有多间隙结构拥有大量的界面，可允许入射电磁波在纳米片之间反复反射和散射，使入射电磁波更加有效地耗散，进而使得该纳米材料表现出更加优异的微波吸收性能。
20、发明的有益效果
21、(1)本发明在合成feco的过程中，是通过强磁场水热法得到一种由多个长方体按鱼骨排列而成的feco。这种在6t强磁场下合成的特殊feco合金并没有形成常见的一维结构，形成的单个纳米颗粒也更接近于长方体，具有更规则的晶粒结构。并且这种鱼骨状排列的feco，在结构上对于改善材料的传导损耗和阻抗匹配有一定的作用。
22、(2)在普通水热反应中，feco容易被mos2在反应过程中硫化，所以就需要使用sio2包覆，才能有效防止feco在水热反应过程中发生硫化，导致产物的改变，减少杂质的产生。
23、(3)本发明在最外层使用了1t/2h-mos2，来进行包覆。mos2二维多间隙结构可以产生较大的表面积，这可以增强入射波的多重反射和散射，为电磁波提供了更多的接触点。并且由于1t相的引入更是增加了材料的导电性和介电损耗性能，提高了材料的吸波性能。
24、(4)同时本发明无需使用剧毒化学试剂制备，方法步骤简单，可控性强，成本低，可以用于大规模工业化生产。这一重要结果亦为理想微波吸收材料研究和开发提供了强有力的理论依据和实验基础。
1.一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料在电磁吸收中的应用，其特征在于：所述材料在匹配厚度为2.15mm，频率为10.04ghz时，最大反射损耗达到-50.15db；在匹配厚度为1.5mm时，有效带宽为4.68ghz；在匹配厚度为3mm时，在2-8ghz的低频下也表现出吸波性能。
3.根据权利要求1所述的一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，2价co盐和fe盐分别为cocl2·6h2o和fecl3·6h2o，co盐和fe盐的加入量均为1.5mmol；
5.根据权利要求4所述的一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述剧烈搅拌的时间为10min；
6.根据权利要求3所述的一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于：步骤2中，加入的合金核纳米颗粒的质量为0.2g；
7.根据权利要求3所述的一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，feco@sio2产物的质量为0.2g；所述去离子水的体积为21.8ml；ch4n2s的质量为0.3621g；(nh4)6mo7o24·4h2o的质量为0.71045g；
8.根据权利要求7所述的一种feco@sio2@1t/2h-mos2电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，强磁场水热反应的反应温度为180℃；强磁场水热反应的反应时间为18h。
