Fe(Co-Ni-Zn)摻雜二氧化錫@多壁碳納米管復(fù)合材料的制備及微波吸收性能.pdf

1、“薄、輕、寬、強(qiáng)”新型吸波材料是目前微波吸收領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。寬帶隙n-型半導(dǎo)體二氧化錫(SnO2)與多壁碳納米管(MWCNTs)的復(fù)合可以提高SnO2的吸波性能;以MWCNTs為基體，磁性金屬(Fe/Co/Ni)和非磁性金屬Zn摻雜的SnO2@MWCNTs復(fù)合材料的微波吸收性能是新型吸波材料的一個(gè)重要研究方向。
　　本工作制備了SnO2@MWCNTs復(fù)合材料和Fe(Co/Ni/Zn)摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料，采用XRD、

2、FT-IR、SEM、TEM、Raman、XPS等儀器表征了復(fù)合材料的形貌和結(jié)構(gòu);采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試了材料在2-18 GHz范圍內(nèi)的微波吸收參數(shù)。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1、采用硝酸酸化法對(duì)MWCNTs進(jìn)行預(yù)處理。以酸化的MWCNTs為基體，SnCl4·5H2O為錫源，氨水為沉淀劑，一步水熱法制備了SnO2@MWCNTs復(fù)合材料。研究了MWCNTs的酸化方法和復(fù)合材料的制備方法對(duì)材料的分散性能和吸波性能的影響。研究結(jié)果表明:S

3、nO2納米粒子均勻負(fù)載在MWCNTs表面，粒徑分布為3-5 nm，SnO2@MWCNTs復(fù)合材料具有較好的微波吸收性能，其最大反射損耗值為-21.6 dB，微波吸收性能比MWCNTs和SnO2有明顯提高。
　　2、以酸化的MWCNTs為基體，SnCl4·5H2O為錫源，氨水為沉淀劑，六水合硝酸鎳為摻雜劑，一步水熱法制備N(xiāo)i摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料。研究了Ni的摻雜加入量對(duì)SnO2@MWCNTs復(fù)合材料吸波性能的影響。研究

4、結(jié)果表明:(1) Ni的摻雜不改變SnO2@MWCNTs的晶體結(jié)構(gòu)，摻雜屬于替換摻雜，Ni的摻雜使得SnO2和MWCNTs的相互作用增強(qiáng);(2)28.2％（摩爾分?jǐn)?shù)）的Ni摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料在2-18 GHz最大反射損耗值達(dá)-39.2 dB，反射損耗值小于-10 dB時(shí)的最大吸收寬度為3.6 GHz，Ni摻雜的SnO2@MWCNTs復(fù)合材料的吸波性能比SnO2@MWCNTs有明顯的提高。
　　3、以酸化的MWCNT

5、s為基體，SnCl4·5H2O為錫源，氨水為沉淀劑，九水合硝酸鐵為摻雜劑，一步水熱法制備了Fe摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料。研究了Fe的摻雜加入量對(duì)SnO2@MWCNTs復(fù)合材料吸波性能的影響。研究結(jié)果表明:(1) Fe的摻雜不改變SnO2@MWCNTs的結(jié)構(gòu)，摻雜屬于替換摻雜，F(xiàn)e的摻雜使得SnO2和MWCNTs的相互作用加強(qiáng);(2)48.8％（摩爾分?jǐn)?shù)）的Fe摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料達(dá)最大反射損耗值-44.5 dB，

6、反射損耗值小于-10 dB時(shí)的最大吸收頻帶為4.5 GHz。
　　4、分別以六水合硝酸鈷和六水合硝酸鋅為摻雜劑，以酸化的MWCNTs為基體，SnCl4·5H2O為錫源，氨水為沉淀劑，一步水熱法分別制備得到Co(Zn)摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料。研究了Co(Zn)的摻雜加入量對(duì)Co(Zn)摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料吸波性能的影響。研究結(jié)果表明:(1) Co的摻雜不改變SnO2@MWCNTs的結(jié)構(gòu);而Zn的摻雜加入量較

7、低時(shí)，即Sn4+和Zn2+的物質(zhì)量的比分別是3∶1和2∶1時(shí)，不改變SnO2@MWCNTs復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，當(dāng)Zn的摻雜加入量較高時(shí)，即Sn4+和Zn2+的物質(zhì)的量的比分別是1∶1、1∶2和1∶3時(shí)，部分生成了ZnSnO3和Zn2SnO4。
　　(2)38.6％（摩爾分?jǐn)?shù)）的Co摻雜SnO2@MWCNTs復(fù)合材料的最大反射損耗值為-22.8 dB，反射損耗值小于-10dB時(shí)的最大吸收寬帶為4.1 GHz。當(dāng)Sn4+和Zn2+的物質(zhì)的