利用竹粉制备吸波磁性炭

作者：李茹; 娄志超; 顾水祥; 王秋怡; 刘杰; 李延军^*

来源：林业工程学报, 2021, 6(01): 112-120.

DOI：10.13360/j.issn.2096-1359.202005010

• 竹炭
• 磁性
• 竹粉
• 电磁波吸收
• 热解

电磁辐射污染已成为一种除水和空气污染外的新环境污染问题,为解决这一问题,对废弃的竹粉进行回收利用,制备吸波性能较好的磁性竹炭,不仅可以提高产品附加值,同时也可解决废弃竹粉污染环境的问题。采用原位共沉淀、Fe2+/Fe3+混合液和Na OH溶液两步常压浸渍法制备磁性竹粉,并在1 000℃下原位碳化,合成了α-/β-Fe/Fe3O4/Fe3C四相Fe/C复合材料(CF3)的磁性竹炭。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计以及矢量网络分析仪等研究方法可以看出,随着热解温度的升高,生成的CF3表面出现许多微孔,有利于实现电磁波的吸收,磁性竹粉炭化前后的饱和磁化强度由2.18 emu/g显著提高到67.00 emu/g。CF3的电磁波吸收性能较好,其在5.72 GHz处具有最小反射损耗值,为-19.82 d B,匹配厚度为4.25 mm,有效响应带宽为13.76 GHz。研究表明,较好的吸波性能是由于α-/β-Fe/Fe3O4/Fe3C多相复合形成的连续网络结构可得到最佳的阻抗匹配特性,以及最大的介电损耗和磁损耗能力。3种材料中磁性竹炭表现出最高的电导率,说明磁性竹炭的导电性能最好,具有较强的电磁波衰减能力。此外,在C-Fe3C、C-Fe和C-Fe3O4界面处的界面极化对提高微波吸收性能有积极作用。

• 单位
  南京林业大学