有机磁体聚苯胺/四氧化三铁/多壁碳纳米管的制备及其性能研究

发布时间：2021-02-21 10:15

　　现阶段的微波吸收材料仍然存在着阻抗匹配和损耗不能二者兼顾的问题,对于吸收剂聚苯胺而言,其仅仅是简单的介电损耗型微波吸收材料。本文首次提出了有机磁体聚苯胺,从根本上改变了聚苯胺的性质,让其具有磁损耗能力的同时使其与自由空间的阻抗匹配提高,很大程度上增强了其在微波吸收领域的应用。本课题将D-CSA和二聚体引入到聚苯胺的合成过程中,以达到合成出具有磁损耗的介电损耗材料,同时将其与四氧化三铁和多壁碳纳米管复合,形成三层包覆结构的材料,以最大程度的提高材料的微波吸收性能。本文采用溶液聚合法制备有机磁体聚苯胺,并将其与多壁碳纳米管和四氧化三铁复合,并对其微观形貌（扫描电镜图）、微观结构（包括红外光谱、X射线衍射光谱）、磁性以及微波吸收性能进行了研究,得到（1）电镜图中加了二聚体和D-CSA的聚苯胺呈现的是100nm左右纤维状,还可看出其纤维向一个方向扭曲。并且得到的M-PANI的结晶度比T-PANI的结晶度更高,二聚体的引入也使得聚苯胺分子链之间的间距增大,使得其掺杂率再一次提高。通过对其磁性能研究得到,D-CSA的引入使得聚苯胺具有了磁性,具有0.0031emu/g的饱和磁化强度,而二聚体的加入... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 吸波材料简介
        1.1.1 吸波原理
        1.1.2 吸波材料的分类
    1.2 有机高分子磁体
        1.2.1 磁性高分子材料的分类及设计准则
        1.2.2 结构型有机磁体的分类
    1.3 聚苯胺
    1.4 四氧化三铁
        1.4.1 四氧化三铁的制备方法
        1.4.2 四氧化三铁在吸波方面的应用
    1.5 碳纳米管
    1.6 本课题研究的目的、意义及内容
        1.6.1 本课题的目的及意义
        1.6.2 本课题的主要内容
2 实验部分
    2.1 实验材料
        2.1.1 材料
        2.1.2 仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 有机磁体PANI的制备
        2.2.2 有机磁体PANI/Fe3O4/WMCNTs的制备
    2.3 产品的表征
        2.3.1 红外光谱分析（FTIR）
        2.3.2 X射线衍射分析（XRD）
        2.3.3 扫描电镜分析（SEM）
        2.3.4 振动样品磁强计分析（VSM）
        2.3.5 电磁参数分析（VNA）
3 有机磁体PANI的表征及其微波吸收性能
    3.1 有机磁体PANI设计理念
    3.2 有机磁体PANI的微观结构表征
        3.2.1 有机磁体PANI的SEM
        3.2.2 有机磁体PANI的红外
        3.2.3 有机磁体PANI的XRD
    3.3 M-PANI磁化机理推导
    3.4 D-CSA对产品性能的影响
        3.4.1 D-CSA对磁性的影响
        3.4.2 D-CSA对产品微波吸收性能的影响
    3.5 二聚体对产品性能的影响
        3.5.1 二聚体对产品磁性的影响
        3.5.2 二聚体对产品微波吸收性能的影响
    3.6 本章小结
4 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs复合物的表征及其微波吸收性能
    4.1 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs设计理念
    4.2 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的微观结构表征
        4.2.1 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的扫描电镜
        4.2.2 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的红外
        4.2.3 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的XRD
    4.3 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的微波吸收性能研究
        4.3.1 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的介电常数研究
        4.3.2 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的磁导率研究
        4.3.3 有机磁体PANI/Fe3O4/MWCNTs的反射损耗研究
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士期间撰写并发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]One-dimensional iron oxides nanostructures[J]. CHEN Di,XIONG Shi,RAN SiHan,LIU Bin,WANG LiMing & SHEN GuoZhen Wuhan National Laboratory for Optoelectronics(WNLO) and College of Optoelectronic Science and Engineering,Huazhong University of Science and Technology(HUST),Wuhan 430074,China.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2011(07)
[2]聚苯胺与金属镍粉复合导电填料的电磁屏蔽效能[J]. 武猛,晋传贵,段好伟,朱国辉.  安徽工业大学学报(自然科学版). 2010(03)
[3]导电聚苯胺的大分子功能质子磺酸掺杂及作用[J]. 黄美荣,李新贵.  石油化工. 2003(09)
[4]掺杂质子酸的类型对聚苯胺结构和电导率的影响[J]. 苏静,王庚超,邓惠山,范晓青.  功能高分子学报. 2002(02)
[5]乳液法制备掺杂聚苯胺的微观结构研究[J]. 封伟,韦玮,吴洪才.  高等学校化学学报. 1999(02)
[6]导电高分子材料的新进展[J]. 陈其道,卢建平,洪啸吟.  材料研究学报. 1997(06)



本文编号：3044207