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《湖南师范大学》 2009年
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导电聚合物基磁性纳米复合物的形貌调控及其电磁性质研究

熊冬柏  
【摘要】: 导电聚合物基无机磁性纳米复合物是导电聚合物与无机磁性纳米粒子通过一定途径获得的电磁复合材料,它在军事隐身和民用电磁防护等领域都具有广阔的应用前景,是有机/无机杂化功能材料领域研究的热点之一。 本文选择苯胺和吡咯为聚合单体、以Fe_3O_4磁流体为无机组分通过软模板或硬模板法成功制备了具有多种形貌结构的导电聚合物/Fe_3O_4复合功能材料,其中包括纳米粒子、网状纳米纤维、纳米串珠、网状纳米树枝、纳米管、纳米棒或内有空心球的纳米棒,对复合物的结构、组成、性质和功能进行了较为系统的研究,并探讨了不同形貌结构的形成机理。 取得的主要研究成果如下: 1.采用乳液法(软模板)合成了聚苯胺/Fe_3O_4网状纳米纤维复合物(纤维直径在50-90 nm)。借助FT-IR、SEM和XRD等手段对产物的结构、形貌和结晶形态进行了表征,测量了产物的室温电导率、饱和磁化强度和电磁参数,并考察了其吸波性能,发现在9.0 GHz处具有最大的反射损耗-17.1 dB,损耗超过-10 dB的频宽为1.0 GHz。 2.采用乳液法合成了聚吡咯/Fe_3O_4纳米串珠、纳米粒子、纳米棒等形态的复合物(直径在30-70 nm)。借助FT-IR、SEM、XRD和TGA等手段表征了产物的结构、形貌、结晶形态和热稳定性,并研究了纳米串珠的电磁性质和吸波性能,发现在12.4 GHz处具有最大的反射损耗-21.0 dB,损耗超过-10 dB的频宽为3.0 GHz。 3.借助硬模板法合成了聚吡咯/Fe_3O_4纳米管复合物(直径在80-100 nm),采用FT-IR、SEM和XRD等手段对目标物进行了表征,研究了复合物的比表面积、电磁性质和吸波性能,发现在11.0 GHz处具有最大的反射损耗-24.2 dB,损耗超过-10 dB的频宽达5.8 GHz。 4.采用乳液法共聚合成了聚(苯胺-吡咯)共聚物/Fe_3O_4网状纳米纤维、内有空心球的纳米棒、网状纳米树枝等形态的复合物(直径在30-80 nm)。借助FT-IR、SEM、XRD和TGA等手段表征了产物的结构、形貌、结晶形态和热稳定性能,研究了其电磁性质和吸波性能,发现在9.0 GHz处具有最大的反射损耗-36.5 dB,损耗超过-10 dB的频宽为4.7 GHz。 综上所述,本文采用模板导向下的原位化学氧化聚合法制备的导电聚合物/Fe_3O_4纳米复合物具有结构形貌可调及电磁吸波性能优良等优势,作为新型吸波材料在军用隐身和民用电磁防护领域具有诱人的应用前景。
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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