文档介绍：硕士学位论文
聚苯胺基钴铁复合吸波材料的
制备及吸波性能
THE PREPARATION AND MICROWAVE
ABSORBING PROPERTY OF Co/POSITE
ABSORBER BASED ON POLYANILINE
张鹏
哈尔滨工业大学
2013 年 7 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号:547 密级:公开
理学硕士学位论文
聚苯胺基钴铁复合吸波材料的
制备及吸波性能
硕士研究生:张鹏
导师:韩喜江教授
申请学位:理学硕士
学科:无机化学
所在单位:理学院化学系
答辩日期:2013 年 7 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:
: 547
Dissertation for the Master Degree in Science
THE PREPARATION AND MICROWAVE
ABSORBING PROPERTY OF Co/POSITE
ABSORBER BASED ON POLYANILINE
Candidate: Zhang Peng
Supervisor: Prof. Han Xijiang
Academic Degree Applied for: Master of Science
Speciality: anic Chemistry
Affiliation: Department of Chemistry
Date of Defence: July, 2013
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文
摘要
随着信息化时代的来临,电磁波污染和信息安全问题造成大量生理和经
济危害使得高性能吸波材料的研制日益成为人们关注的焦点。虽然多种吸波材
料被广泛报道,但各类吸波材料均有其优势和缺点,因此制备复合材料成为研
究者们的共识。聚苯胺由于电磁参数的制备可控,因此进入吸波材料的研究视
野,但掺杂态聚苯胺是一种典型的介电损耗材料,为进一步提高其吸波性能,
与磁损耗型吸波材料制备复合吸波材料的研究被广泛关注。本文聚苯胺以和
Fe3O4 为主要研究对象,旨在制备具有良好吸波性能的核壳结构复合吸波材
料,并通过磁性金属粒子的引入进一步调节复合材料的吸波性能。通过对材料
电磁参数的进一步研究,初步探索吸波材料电磁参数对阻抗匹配特性的影响。
采用溶剂热和原位聚合法制备了聚苯胺包覆 Fe3O4 核壳结构吸波材料,通
过调节聚苯胺的包覆厚度,改善复合材料的介电常数,优化复合材料的阻抗匹
配特性,增强复合材料的吸波性能。由于介电损耗、界面损耗和磁损耗的共同
作用,聚苯胺-Fe3O4 微球具有较好的吸波性能。通过进一步对复合材料的的归
一化阻抗的计算揭示,调节材料的阻抗匹配性能对反射损耗的增强具有重要作
用。
在制备聚苯胺-Fe3O4 微球的基础上,为实现进一步对聚苯胺基吸波材料
性能的提高,磁性金属 Co 被引入以实现对 Fe3O4 的电磁参数的调节。实验通
2+
过对 Co 的还原速率的调节实现对 Co 单质的形貌控制,并在 Fe3O4 外形成包
覆层,进而制备了 PANI-Co- Fe3O4 复合材料。通过对 Co 包覆量的调节,实现
对复合材料的电磁参数的控制,而进一步的研究表明,与多数吸波材料不同,
Co 单质的引入使 Co-Fe3O4 的介电常数虚部随频率的上升而上升,有利于材料
在高频范围内的介电损耗。
采用反向滴加苯胺于过硫酸铵的方法可控合成聚苯胺纳米粒子。实验表
明,PVP 和苯胺的滴加速率对聚苯胺的形貌有直接影响,且 PVP 的空间限制
作用同样受到滴加速率的影响。通过对合成的掺杂态聚苯胺的分析,我们提出
了可能的合成机理,并通过多种手段给予证明。通过控制苯胺单体的滴加速率
可直接影响其共轭链的聚合度及氧化状态,降低了介电常数,最终提高了掺杂
态聚苯胺的吸波性能。当合成条件适宜时,聚苯胺纳米粒子在 的反射
损耗达到-,取得与复合材料相当的性能。通过对电磁参数的进一步研
究,适宜的复介电常数、优化的阻抗匹配特性以及多重介电弛豫使得聚苯胺纳
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哈尔滨工业大学理学硕士