磁性纳米颗粒/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能的研究

题名	磁性纳米颗粒/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能的研究
作者	后洁琼
导师	杜雪岩 ; 张龙
答辩日期	2017
学位名称	硕士
关键词	吸波性能复合材料聚苯胺 Fe Pt Fe₃O₄ 膨胀石墨
摘要	本论文基于聚苯胺结构的可设计性,在质子酸掺杂的基础上,利用机械共混法,制备了具有电磁吸收性能的两种不同形貌的磁性纳米颗粒/聚苯胺复合材料。利用透射电子显微镜（TEM）,扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）,傅立叶红外光谱仪（FT-IR）和矢量网络分析仪（VNA）等,研究了复合材料的显微结构、物相组成和吸波性能。主要内容包括以下两个部分:（1）利用硬模板法和机械共混法,制得了两种尺寸的中空结构Fe Pt/PANI与Fe3O4/PANI复合材料,并通过调节苯胺/聚苯乙烯的质量比,研究了不同壳层厚度对复合材料吸波性能的影响。研究分析表明,所制得的中空结构微球形貌规整,尺寸均一,其平均尺寸分别为1μm和2μm。平均尺寸为1μm的Fe Pt/PANI与Fe3O4/PANI的最小反射损耗峰分别出现在1.5 mm与2 mm时,且在各自的匹配厚度下,反射损耗小于-10 d B的频带宽度达7.8 GHz（9.2-18 GHz）和5.1 GHz（11.71-16.81 GHz）,说明这两种复合材料对大部分X波段（8-12 GHz）及Ku波段（12-18 GHz）范围内的电磁波有较强的吸收。当苯胺/聚苯乙烯质量比为1:1.5,1:3及1:6时,Fe3O4/PANI复合材料的壳层厚度分别为100 nm,60 nm以及50 nm,最小反射损耗（RLmin）分别是-14.06 d B,-22.34 d B和-24.3 d B。这就说明磁性纳米颗粒的组成以及微球的壳层厚度,对中空结构磁性纳米颗粒/聚苯胺复合材料电磁波的吸收有明显的影响。（2）采用原位聚合的方法制备了膨胀石墨/聚苯胺（EG/PANI）复合材料,再将Fe3O4负载于EG/PANI表面,得到EG/PANI/Fe3O4复合材料。通过HCl掺杂聚苯胺,研究了不同掺杂量对EG/PANI/Fe3O4复合材料吸波性能的影响规律。研究结果表明,EG/PANI/Fe3O4复合材料保持了膨胀石墨的多孔网状结构,当HCl掺杂浓度为0.05 M、匹配厚度为2 mm时,样品的RLmin在8.64 GHz处达-37 d B。当匹配厚度大于3 mm时,该复合材料对电磁波出现了双吸收峰,且随着匹配厚度的增加,双峰之间的距离逐渐减小。随着掺杂浓度的增加,最小反射损耗峰向低频移动,所对应的匹配厚度逐渐变厚。此外,介电弛豫极化、涡流损耗以及干涉相消等损耗机理在EG/PANI/Fe3O4复合材料对电磁波吸收过程中起主要作用。
页数	58
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TB332
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92552
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	后洁琼. 磁性纳米颗粒/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能的研究[D],2017.