铁氧体/硫化物与rGO复合纳米材料的制备及其应用研究
高效微波吸收材料的研制是解决电磁污染最重要的办法。近年来，微波吸收材料的研究主要集中在两个方向:一是不同材料复合调控电磁参数来增强吸波性能，二是调控材料的形貌结构，通过表面界面性能调控来增强吸波性能。本文围绕这两个研究机理进行深入探究。首先，通过添加还原氧化石墨烯，将还原氧化石墨烯与铁氧体材料复合，调控材料的电磁参数，增强材料微波吸收的特性;其次，通过构造铁氧体/硫化物复合材料结构，研究铁氧体/硫化物物性改变。此外，分析了硫化物复合材料的吸波特性，并探究核壳结构对微波吸收性能的影响。具体研究内容如下: 1.rGO/SFO/CFO复合纳米材料制备及其吸波性能探究。首先，采用微波水热法制备Sm3Fe5O12/CoFe2O4(SFO/CFO)复合纳米材料，并与使用改进Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)复合得到三元复合纳米材料rGO/Sm3Fe5O12/CoFe2O4(rGO/SFO/CFO)。Raman和XPS测试表明在水热反应中氧化石墨烯(GO)被还原为还原氧化石墨烯(rGO)。从SEM图中可以观察到，SFO/CFO纳米颗粒均匀分布在rGO纳米片上，引入具有优秀介电性能的rGO可以克服磁性SFO/CFO纳米颗粒介电性能差的缺点。此外，通过改变SFO与CFO的质量比来调控三元复合材料的磁导率，使所制备的复合纳米材料具有优异的阻抗匹配比。结果表明，当SFO/CFO质量比为1∶3时，rGO/SFO/CFO复合纳米材料获得了最佳反射损耗，其数值为-73.71dB，同时该材料最大有效带宽达到了7.12GHz。由此可见，通过改变材料磁导率来增强样品的微波吸收性能是一种可行的思路，所制备的rGO/SFO/CFO复合材料是一种优异的微波吸收材料。 2.KOH调控钐铁氧体形貌、结构及物性研究。本文采用水热法合成系列稀土钐铁氧体材料，寻求通过改变氢氧化钾(KOH)的添加方式和添加量，研究KOH对所合成钐铁氧体的结构和物性的有效调控。对所合成样品的物性表征发现，KOH的添加方式和添加量的改变极大影响了合成样品的颗粒形貌、微结构以及材料物性。本工作进一步证实在铁氧体合成中，原材料的添加量和添加方式对材料物性及微结构的影响。 3.具有核壳结构的CoS2/MoS2与rGO复合纳米材料制备及其微波吸收性能研究。本工作利用微波水热法成功制备了具有核壳结构的CoS2/MoS2纳米颗粒。同时，基于CTAB阳离子型表面活性剂与GO所带的负电荷之间的静电作用，采用微波水热法成功制备CoS2/MoS2/rGO复合纳米材料。SEM与Mapping测试结果证实了CoS2/MoS2复合纳米材料核壳结构的形成，rGO成功包覆在核壳CoS2/MoS2纳米颗粒的表面。微波吸收性能表明，CoS2/MoS2/rGO的最佳反射损耗为-58.0dB，最大有效带宽达到6.24GHz。研究表明核壳结构引起的多重弛豫有利于提升材料吸波性能，这为新型吸波材料的研发提供了一个很好的思路。
氧化石墨烯复合纳米材料;制备工艺;铁氧体;硫化物;核壳结构;吸波性能
北京化工大学
硕士
物理学
王维
2019
中文
TB332
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）