聚吡咯包覆Fe3O4/多壁碳纳米管复合材料的结构和吸波性能

摘要

本文采用化学氧化法，以十二烷基苯磺酸钠（NaDBS）为掺杂剂，三氯化铁为氧化剂，在Fe3O4/多壁碳纳米管（MWNTs）复合物表面原位合成聚吡咯(PPy)，制备聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合吸波材料（PPy-Fe3O4/MWNTs），利用扫描电镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、四探针测电导率仪、交流磁化率测试仪及矢量网络分析仪研究了PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的形貌、结构、电导率、磁性能和吸波性能，揭示不同工艺参数对其影响规律。
　　研究发现，Fe3O4/MWNTs复合物含量对PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的形貌有显著影响，当Fe3O4/MWNTs复合物的含量较多时（Fe3O4/MWNTs:Py≥1:2），有利于吡咯单体在Fe3O4/MWNTs表面复合，制备的聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料具有同轴缆结构，且随着吡咯单体的增多聚吡咯包覆层厚度越来越厚。当Fe3O4/MWNTs复合物的含量少时（Fe3O4/MWNTs:Py≤1:4），制备的聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料是珊瑚状的。掺杂剂含量也影响聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的形貌，掺杂越少越容易生成同轴缆结构的PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料，Fe3O4/MWNTs表面原位生成PPy的原因在于Fe3O4与FeCl3的同离子效应。
　　试验表明，具有同轴缆结构的PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料比珊瑚状PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的具有更好的电导率。原因在于，同轴缆结构的复合材料容易形成导电网络，便于电子流通。Fe3O4/MWNTs复合物含量和Fe3O4负载量对PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的饱和磁化强度有着显著的影响，随着Fe3O4/MWNT复合物含量和Fe3O4负载量的增加PPy包覆Fe3O4/MWNT复合材料的饱和磁化强度逐渐增加。
　　吸波性能测试结果表明，具有珊瑚状结构的PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料比同轴缆结构的复合材料吸波性能要好，当Fe3O4/MWNT:Py为1:4，Fe(acac)3:MWNTs为4:1和NaDBS:Py为1:1时，制备的PPy包覆Fe3O4/MWNTs复合材料电磁匹配最佳，吸波性能最好，反射衰减最低为-29.09dB（13.76GHz）。RL<-10dB的频带带宽达5.82GHz（11.36~17.18GHz）。

目录

聚吡咯包覆Fe3O4/多壁碳纳米管复合材料的结构和吸波性能

STRUCTURE AND MICROWAVE ABSORPTION PROPERTIES OF POLY(PPYRROLE) COATED Fe3O4/MULTIWALLED CARBON NANOTUBE COMPOSITES

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 吸波复合材料特性和吸波原理

1.3 导电聚吡咯吸波材料

1.4 碳纳米管与磁性粒子复合吸波材料

1.5 导电聚合物-磁性纳米粒子复合材料的研究

1.6本课题主要研究内容

第2章 实验材料及方法

2.1 化学试剂和实验仪器

2.2 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的制备

2.3 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的形貌与结构表征

2.4 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的性能表征

第3章 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合

3.1引言

3.2 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料扫描电镜形貌

3.3 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料透射电镜形貌

3.4 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的化学结构

3.5 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的物相分析

3.6 本章小结

第4章 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合

4.1 引言

4.2 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的电导率

4.3 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料磁性能测试分析

4.4 本章小结

第5章 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs

5.1 引言

5.2 Fe3O4/MWNTs复合材料的吸波性能

5.3 聚吡咯包覆Fe3O4/MWNTs复合材料的吸波性能

5.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢