Fe3O4空心納米結(jié)構(gòu)及其復(fù)合材料的合成與吸波性能研究.pdf

1、隨著無線電通訊技術(shù)的快速發(fā)展，電磁波干擾與污染問題顯得日益突出。電磁干擾不僅大大降低了人類通訊的質(zhì)量，而且對人體的健康也有著潛在的威脅。為了能夠解決人類所面臨的電磁污染問題，科學(xué)家對于薄、輕、寬的電磁波吸收材料進行了深入的探索。目前研究最多的是磁性電磁波吸收材料和無機介電微波吸收材料，但是研究表明磁性材料是目前為止最有應(yīng)用前景的電磁波吸收劑。
　　 四氧化三鐵是一種重要的鐵磁性材料，其在磁流體，磁記錄材料，催化劑載體，生物醫(yī)藥等

2、方面都有著極具前景的應(yīng)用價值。此外，由于其良好的耐氧化能力、熱穩(wěn)定性好以及密度較小等優(yōu)點，四氧化三鐵納米材料也被認為是一種優(yōu)良的電磁波吸收材料。本文中選擇四氧化三鐵納米材料為研究對象，側(cè)重于四氧化三鐵納米空心材料的合成方法研究，并對其形成機理進行探索，表征了其磁性能和電磁波吸收性質(zhì)。此外，還通過溶膠凝膠法制備了由四氧化三鐵空心納米材料與氧化鋅、氧化鈦形成的空心納米復(fù)合材料，來提高材料的介電常數(shù)從而增強吸波性能，并對其進行了物性測試。本文

3、的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.在200℃的溫度條件下，通過水熱法，以氯化鐵(FeCl3·6H2O)、乙二醇(EG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、尿素(CO(NH2)2)為原料，制備了Fe3O4空心納米材料。通過改變加入的反應(yīng)物的含量以及反應(yīng)時間，對制備的Fe3O4空心納米材料的形成機理進行了探索。通過XRD表征發(fā)現(xiàn)，制備的Fe3O4空心納米材料的純度高，結(jié)晶性能好，而且為面心立方結(jié)構(gòu)。通過SEM、TEM電鏡表征Fe3O4空心納米

4、材料的微觀結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)，其直徑大小約為500nm，分散均勻，空心部分約為200nm。利用磁力儀，網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀表征其磁性能和微波吸收性能發(fā)現(xiàn)，本文所述的Fe3O4空心納米材料的磁性能良好，飽和磁化率為90.6emu/g。Fe3O4含量為68wt％的環(huán)氧樹脂復(fù)合物吸波劑在頻率范圍為1.6-3.0GHz之間達到了對電磁波的99％吸收，表明所制備的Fe3O4空心球可作為一種優(yōu)異的電磁波吸收體進行推廣使用。
　　 2.以制備的Fe3O4空

5、心球為核，在其表面包裹ZnO和TiO2薄膜，并通過表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)的使用使TiO2形成一層多孔膜，以增大表面積從而增強微波吸收性能。通過使用SEM、TEM表征發(fā)現(xiàn)Fe3O4@ZnO@TiO2核殼結(jié)構(gòu)空心球中ZnO夾層的厚度和TiO2外殼的厚度均約為20nm，并且從TEM圖片中清楚的看到所制備的TiO2薄膜是多孔結(jié)構(gòu)。XRD，EDS表征發(fā)現(xiàn)，在合成的納米復(fù)合材料純度高，符合預(yù)期結(jié)果。并且通過磁力儀等對這種空心的核