【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及吸波材料，具體而言，涉及一種新型噻吩類共軛微孔聚合物吸波材料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著電子技術的迅猛發展，電磁輻射已經逐漸進入人們的日常生活，這些電磁輻射不僅會對各類儀器的正常工作產生干擾，而且會對人體的健康產生嚴重的危害。因此，人們為了消除電磁輻射，研發了各種吸波材料，如磁性材料、碳質材料、陶瓷、金屬氧化物/硫化物和導電聚合物等。根據其電磁損耗機理的不同，吸波材料可分為磁損耗材料和介電損耗材料兩大類。磁損耗材料一般是帶磁性的金屬氧化物或合金如鐵氧體、羰基鐵粉、羰基鎳粉、鈷鎳合金等。介電損耗型吸波材料一般是由高導電性碳質納米粒子、介電陶瓷納米粒子和金屬半導體氧化物組成各種混合型納米結構的復合材料。與傳統的鐵氧體或陶瓷、金屬氧化物等無機吸波材料相比，有機類吸波材料化學穩定性好、密度低，易于功能化修飾，因此在吸波領域具備獨特的優勢。然而，有機材料大多導電性較差，無法作為性能優異的電磁波吸收材料使用。因此，有效增強有機類材吸波料的導電特性，是提升該類材料吸波性能的關鍵。
2、共軛微孔聚合物是一類具有π共軛體系結構的網狀多孔聚合物，該類材料具有比表面積高、永久性孔隙、穩定性良好和易于化學修飾等特點。作為一類多功能的多孔型材料，共軛微孔聚合物在多個領域都具備較好的潛在應用價值。導電聚合物具有電導率可調控、密度小、熱穩定性和環境穩定性好等特點，已被廣泛應用于抗菌、防腐、溫度傳感、光電材料、能量儲存、藥物釋放和電磁波屏蔽等諸多領域。聚吡咯作為一類高性能的介電損耗材料，具有高的質量密度和良好的柔韌性，并且其形態
3、一般來說，磁損耗型吸波材料具有較高的阻抗匹配和較好的磁損耗能力，因此具有較好的吸波性能。但是，磁性吸波材料密度較大，又需要在涂層中填充較多，才能達到較好的吸波性能，且磁性金屬與合金化學穩定性差，在潮濕的環境中易腐蝕，導致壽命較短。與磁損耗吸波材料相反，碳基吸波材料具有質輕、化學穩定性好的特點。同時，碳基材料具有更強的微觀結構的可設計性，如零維的碳量子點、二維的石墨烯、三維的碳納米管等多重形態。因此，碳基吸波材料受到了廣泛的關注。
4、zeng等人將許多超小型fe3o4顆粒連接到碳納米管(cnt)上，并使fe3o4聚集形成微球，在cnt上形成海膽狀結構。所得的復合材料fe3o4/cnts表現出強的介電損耗，在樣品厚度為2.15mm，且填充僅有5wt％時，在11.12ghz的反射損耗達到了-56.8db。zhang等人以二氰二胺為原料在石墨烯片層表面生長碳納米管，由于石墨烯片和碳納米管的高導電性，和石墨烯片和碳納米管之間充足的缺陷與界面，以及獨特的三維結構，其在厚度為1.6mm時吸收峰寬度(eab)可達4.63ghz，最大吸收峰在2.0mm時達到-44.23db。ren等人用木耳為碳源和模板制備了fe3o4/氮雜多孔碳，并結合冷凍干燥造孔，在一個樣品中同時實現了多孔碳的三維導電網絡、由于復合材料界面極化和fe3o4的磁性，最小反射損耗達到了-77.91db，eab達到了8.49ghz。
5、共軛微孔聚合物的多孔結構有助于構建具有良好性能的吸波材料。廖耀祖等人使用cmp的微孔孔道錨定金屬粒子(cn117842944?a)，實現金屬粒子的均勻分散，通過調節單金屬、雙金屬以及金屬種類含量控制吸波材料的電磁參數和優化阻抗匹配，在吸波材料填充比為30wt％，厚度為3.0mm時，吸波材料的最小反射損耗達到-49.7db，有效吸收帶寬為5.8ghz，頻率范圍為11.8～17.6ghz。謝志鵬等人首先合成共軛微孔聚合物(cn?116003116b)，再通過傅-克反應制備超交聯共軛微孔聚合物。再將其與合成znfe2o4納米顆粒的前體一同進行水熱反應，最終在目標溫度下進行碳化后獲得復合吸波材料，利用聚合物的多孔特性和管狀結構，其最大有效吸收帶寬能夠達到6.24ghz，最大吸收達到-59.56db。
6、聚吡咯由于導電和輕質的特點，也具材料有制備良好吸波性能的能力。ritwikpanigrahi等用聚苯乙烯(ps)為模版制備了中空聚吡咯及其銀納米復合材料。liu等通過溶劑熱和自組裝聚合制備了核-殼結構cos@ppy微球。通過在cos微球成功涂覆了無定形結構的聚吡咯，cos@ppy復合材料的最大反射損耗-41.8db，最大帶寬為5.4ghz，且厚度僅為2.05mm。feng等首先合成了纖維素凝膠，然后在原位生成聚吡咯，這種復合材料在壓縮比為65％時表現出最佳的微波吸收性能，在8.53ghz時最小反射損耗值達到-12.24db，厚度5mm。此外，有效帶寬可通過復合材料在4-5mm范圍內改變厚度來覆蓋整個x波段(8.2～12.4ghz)。
7、公開號為cn?112794994?a的現有技術公開了一種基于噻吩單元的多孔有機聚合物及其制備方法和應用，以具有π共軛結構的含硫噻吩單體和三(4-硼酸頻呢醇酯苯基)胺為結構單元，通過suzuki偶聯反應一鍋法有效的合成新型含硫多孔有機聚合物；現有技術中的噻吩類聚合物應用在吸附分離重金屬汞離子領域；近年來，合成新型的含噻吩單元的多孔共軛聚合物的報道相對較少，限制了含噻吩單元的多孔共軛聚合物的進一步應用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是，提出一種新型噻吩類共軛微孔聚合物吸波材料及其制備方法，以解決現有技術中合成新型的含噻吩單元的多孔共軛聚合物的報道相對較少，限制了含噻吩單元的多孔共軛聚合物的進一步應用的問題。
2、為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、一種新型噻吩類共軛微孔聚合物吸波材料，所述吸波材料由共軛微孔聚合物和聚吡咯組成，所述共軛微孔聚合物由二溴噻吩類單體、硼酸酯單體通過鈀催化劑的作用下偶聯聚合反應而成，通過聚吡咯在共軛微孔聚合物孔中的限域聚合，得到具有網狀結構的聚吡咯。
4、本專利技術通過引入噻吩單元，獲得一種新型的噻吩類d-a型共軛微孔聚合物材料，其中，d(硼酸酯單體)-a(二溴噻吩類單體)結構的引入不僅有效提升了共軛微孔分子骨架的分子面性，也能通過ict(分子內電荷傳輸)作用，有效增強其外層電子離域能力，調控homo/lumo能級和該類微孔聚合物的本征導電特性，進一步優化其與聚吡咯的相互作用，最終通過以上協同效應，有效提升該類復合材料的吸波特性，研制出具備優異吸波特性的共軛微孔聚合物-聚吡咯復合型吸波材料。
5、進一步地，共軛微孔聚合物的結構如i所示：
6、
7、一種如上述所述的吸波材料的制備方法，包括如下步驟：
8、(1)制備共軛微孔聚合物
9、將二溴噻吩類單體、硼酸酯單體、催化劑、碳酸鉀加入到二口瓶中，做無氧處理，然后，向瓶中加入有機溶劑、水，升溫攪拌至本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種新型噻吩類共軛微孔聚合物吸波材料，其特征在于，所述吸波材料由共軛微孔聚合物和聚吡咯組成，所述共軛微孔聚合物由二溴噻吩類單體、硼酸酯單體通過鈀催化劑的作用下偶聯聚合反應而成，通過聚吡咯在共軛微孔聚合物孔中的限域聚合，得到具有網狀結構的聚吡咯。
2.根據權利要求1所述的吸波材料，其特征在于，共軛微孔聚合物的結構如I所示；
3.一種如權利要求1～2任一項所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，二溴噻吩類單體與硼酸酯單體的摩爾比為3:2。
5.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，所述二溴噻吩類單體為2,5-二溴噻吩。
6.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，所述硼酸酯單體為1,3,5-三(4-苯基硼酸頻哪醇酯)苯。
7.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，所述鈀催化劑為四三苯基膦鈀、[1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯化鈀中的一種。
8.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，
9.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，所述三氯化鐵溶液的濃度為1mol·L-1。
10.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑和水的體積比為27:5。
...【技術特征摘要】
1.一種新型噻吩類共軛微孔聚合物吸波材料，其特征在于，所述吸波材料由共軛微孔聚合物和聚吡咯組成，所述共軛微孔聚合物由二溴噻吩類單體、硼酸酯單體通過鈀催化劑的作用下偶聯聚合反應而成，通過聚吡咯在共軛微孔聚合物孔中的限域聚合，得到具有網狀結構的聚吡咯。
2.根據權利要求1所述的吸波材料，其特征在于，共軛微孔聚合物的結構如i所示；
3.一種如權利要求1～2任一項所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，二溴噻吩類單體與硼酸酯單體的摩爾比為3:2。
5.根據權利要求3所述的吸波材料的制備方法，其特征在于，所述二溴噻吩類單體為2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李九龍，林登杰，謝志鵬，黃從樹，王晶晶，
申請(專利權)人：洛陽船舶材料研究所中國船舶集團有限公司第七二五研究所，
類型：發明
國別省市：
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