一维N掺杂碳纳米棒材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：

1.一种一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于所述一维N掺杂碳纳米棒材料按如下方法制备：

(1)将Zn(CH3COO)2·2H2O溶于去离子水A得到Zn(CH3COO)2的水溶液；将二甲基咪唑和季铵盐型阳离子表面活性剂溶于去离子水B得到二甲基咪唑和季铵盐型阳离子表面活性剂的水溶液；超声和搅拌条件下向所述二甲基咪唑和季铵盐型阳离子表面活性剂的水溶液分散加入所述Zn(CH3COO)2的水溶液，继续超声均匀，所得混合液在110-120℃下水热反应12-120h，所得反应液经后处理，得到ZIF-8前驱体；

所述二甲基咪唑与所述去离子水A和去离子水B的总量的物质的量之比为1：40-80；所述Zn(CH3COO)2与所述去离子水A和去离子水B的总量的物质的量之比为1:1200-2400；所述季铵盐型阳离子表面活性剂的质量为所述Zn(CH3COO)2·2H2O、二甲基咪唑、季铵盐型阳离子表面活性剂、去离子水A和去离子水B的总质量的0.2-0.4wt％；

(2)将步骤(1)所得ZIF-8前驱体放入管式炉中，在800-1000℃下煅烧1-2h，获得所述一维N掺杂碳纳米棒材料。

2.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于：步骤(1)中所述季铵盐型阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵。

3.如权利要求2所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于：所述季铵盐型阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

4.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于：步骤(1)中所述的水热反应为在120℃下反应48h。

5.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于：步骤(1)中所述二甲基咪唑与所述去离子水A和去离子水B的总量的物质的量之比为1：60。

6.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于：步骤(1)中所述Zn(CH3COO)2与所述去离子水A和去离子水B的总量的物质的量之比为1:1800。

7.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于：步骤(1)中所述季铵盐型阳离子表面活性剂的质量为所述Zn(CH3COO)2·2H2O、二甲基咪唑、季铵盐型阳离子表面活性剂、去离子水A和去离子水B的总质量的0.35wt％。

8.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于步骤(1)中所述后处理为：向所述反应液加入去离子水后离心，去上清，所得沉淀依次用无水甲醇、无水乙醇进行重悬、离心和去上清操作，然后在70℃下过夜烘干，得到所述ZIF-8前驱体。

9.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料，其特征在于：步骤(2)中所述的煅烧为900℃下煅烧2h。

10.如权利要求1所述的一维N掺杂碳纳米棒材料作为吸波材料的应用。

技术总结
本发明提供一种一维N掺杂碳纳米棒材料，将Zn(CH3COO)2·2H2O、CTAB、二甲基咪唑和去离子水混合均匀，进行水热反应；将干燥好的产物在氮气气氛下经过不同温度煅烧处理。本发明制备了不同于传统的菱形十二面体形状的一维棒状ZIF‑8，高温煅烧获得了一维的N掺杂的碳纳米棒吸波材料，本发明简单可操作、成本低，获得的吸波性能优秀，频带宽、厚度薄。一维的棒状结构之间交错构成的低介电网络，有效改善了阻抗匹配，有效提高了该材料的吸波性能。

技术研发人员：胡军;温慧敏;洪屈;潘剑南;金红都;
受保护的技术使用者：浙江工业大学;
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022.04.05