铁氧体/聚苯胺(石墨烯)复合材料的制备及微波吸收性能研究
随着电子科技的发展,电磁污问题越来越严重,因而研究和开发新型低成本,强吸收的吸波材料得到了关注.单一吸波材料难以满足现阶段对薄、轻、宽、强等要求,而将导电高分子与无机纳米材料复合则可以有效提高综合性能.本论文首先制备了掺杂铁氧体,再与聚苯胺(或还原氧化石墨烯)复合得到纳米复合吸波材料.用XRD、SEM、TEM和FT-IR等仪器表征了样品的形貌和结构;用矢量网络分析仪测试了样品在2-18 GHz频段内的微波吸收参数.内容和结果如下:(1)以Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Zn(NO3)2·6H2O为原料,水热法制备了NixZ1-xFe2O4铁氧体纳米颗粒,再与苯胺通过乳液聚合合成了NixZ1-xFe2O4/PANI纳米复合材料.研究了Ni含量、复合比例对复合材料性能的影响.结果表明:随着Ni离子含量的增加,样品的晶格常数、粒径和饱和磁化强度Ms随之增大;铁氧体颗粒成功负载在PANI高分子链上,且均匀分散性良好;当x=0.7,铁氧体与苯胺质量比为1:2时,复合材料的微波吸收性能达到最佳,Ni0.7Zn0.3Fe2O4/PANI纳米复合材料在涂层厚度为1.5 mm,17.73 GHz处最小反射损失达到了-40.21 dB.(2)以Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Zn(NO3)2·6H2O、氧化石墨烯(GO)为原料,水热法制备了RGO/Ni0.7Zn0.3Fe2O4 (RN)复合材料,再与苯胺通过原位聚合制备了RGO/Ni0.7Zn0.3Fe2O4/PANI (RNP)三元复合材料.研究了复合比例对材料吸波性能的影响.结果表明:复合后的材料微波吸收性能有较大改善,其中RN含量为30%的RNP复合材料,在厚度3-5mm时都大于-10 dB,在4.5-5mm范围内大于-20 dB且在低频和高频分别有一个吸收峰,最小反射损失在厚度为5mm的17.34 GHz处达到了-35.31 dB,在低频有效吸收带宽达到了2.80GHz(4.20-7.00 GHz).(3)以Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O为原料,水热法制备了Ni0.4Co0.2Zn0.4Fe2O4铁氧体纳米颗粒,再与苯胺通过原位聚合法制备Ni0.4Co0.2Zno.4Fe2O4/PANI纳米复合材料.考察了复合材料中铁氧体含量对复合材料微波吸收性能的影响.结果表明:制备了以PANI为壳,以铁氧体为核的复合材料;随着铁氧体含量的增加,材料的饱和磁化强度随之增大,电导率和微波吸收性能均先增大后减小,当铁氧体颗粒占复合材料质量比重的20%时,复合材料涂层厚度为2mm,反射损失值小于-10 dB的频带宽度达到了4.91GHz(11.22-16.13 GHz),最小反射损失值也达到了-25.24 dB.
- 作者：
- 张玉富
- 学位授予单位：
- 安徽理工大学
- 专业名称：
- 应用化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 邢宏龙
- 中图分类号：
- TB332
- 关键词：
- 铁氧体；聚苯胺；还原氧化石墨烯；纳米复合材料；微波吸收性能
- ferrite； PANI； RGO； nomocomposites； microwave absorption