手性（螺旋）基質(zhì)與鈷鐵氧體復(fù)合物的制備及其電磁性能研究.pdf

1、近些年來，隨著傳統(tǒng)吸波材料領(lǐng)域的不斷拓展和深入探索，鐵氧體類吸波材料在電磁波吸收和屏蔽領(lǐng)域的應(yīng)用屢見不鮮。然而，鐵氧體本身存在的剛性、密度大、難加工等缺點(diǎn)，在一定程度上限制了其作為理想吸波材料的使用。因此，為了滿足現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中吸波材料的應(yīng)用需求，科學(xué)家和研究工作者們不斷探索和創(chuàng)新，旨在追求集“薄、輕、寬、強(qiáng)”等優(yōu)點(diǎn)于一身的新型材料。螺旋碳納米管由于具有特殊螺旋形貌及優(yōu)異的導(dǎo)電性和介電性能，對電磁波的損耗會相當(dāng)可觀，可能是吸收電磁波的

2、理想材料;手性高分子，如手性聚苯胺、聚乳酸由于其具有良好的導(dǎo)電性和手性特征，且其化學(xué)穩(wěn)定性較好、密度低、電磁參數(shù)可控且制備工藝簡單，在電磁波吸收領(lǐng)域中也扮演著極為重要的角色。綜合考慮鐵氧體的磁損耗、手性聚苯胺和聚乳酸以及螺旋碳納米管的手性和介電損耗以及各自的物理化學(xué)特性，我們設(shè)計用三種不同的手性（螺旋）材料作為基質(zhì)，在其表面包覆鈷鐵氧體，以期合成兼具吸波和綜合性能優(yōu)良的二元復(fù)合物。該復(fù)合物不僅具備各組分的手性、介電損耗和磁損耗特性，而且

3、在穩(wěn)定性、密度以及頻率特性等方面都能得到較好的改善?；谶@一選題，本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過共沉淀法制備了螺旋碳納米管/鈷鐵氧體(CCNTs/CFO)復(fù)合物;以L-樟腦磺酸(L-CSA)為手性摻雜劑，過硫酸銨作為氧化劑，通過原位化學(xué)氧化聚合法制備出L-聚苯胺(L-PANI)，然后通過共沉淀法合成出L-聚苯胺/鈷鐵氧體(L-PANI/CFO)復(fù)合物;利用L-丙交酯的開環(huán)聚合法和化學(xué)共沉淀法制備出L-聚乳酸/鈷鐵氧體(

4、PLLA/CFO)復(fù)合物。
　　(2)用X-射線衍射儀表征了樣品的微觀結(jié)構(gòu);用掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡分別對樣品的形貌和粒徑進(jìn)行了觀測和分析;用熱重分析儀測試了樣品的熱穩(wěn)定性能。結(jié)果表明所合成復(fù)合物的各組分之間并非簡單的加和，而是可能存在某些特殊作用或者協(xié)同效應(yīng)，從而對材料的整體結(jié)構(gòu)、形貌以及性能等方面造成了比較顯著的變化和影響。
　　(3)利用四探針電導(dǎo)率儀測試了復(fù)合物的室溫電導(dǎo)率，振動樣品磁強(qiáng)計測定了復(fù)合物在外加磁

5、場下的室溫磁滯回線。結(jié)果表明:導(dǎo)電手性基質(zhì)的含量以及組分間的相互作用和協(xié)同效應(yīng)是影響復(fù)合物電導(dǎo)率的主要因素，總體上來看，復(fù)合物的電導(dǎo)率隨導(dǎo)電手性基質(zhì)含量的增加而增大。因為非磁性手性基質(zhì)(CCNTs，L-PANI，PLLA)具有一定的磁稀釋作用，復(fù)合物的飽和磁化強(qiáng)度都比純鐵氧體低，且強(qiáng)度隨手性基質(zhì)含量的增加而減小。
　　(4)用阻抗/材料分析儀測定了復(fù)合物在1 MHz～3 GHz范圍內(nèi)的微波電磁參數(shù)，用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測定了復(fù)合物在2