超臨界流體剝離制備納米氧化錳及其復(fù)合材料研究.pdf

1、本論文利用超臨界二甲基甲酰胺（N,N-Dimethylformamide，DMF）剝離的方法制備氧化錳等二維納米片層材料。利用制備的氧化錳等納米材料開(kāi)展了吸波復(fù)合材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和改善吸波復(fù)合材料阻燃性研究。
　　論文的主要工作包括：
　?。?）利用超臨界二甲基甲酰胺（SC-DMF）剝離制備了氧化錳納米材料。展示了層狀材料到二維納米片層材料的變化，并對(duì)剝離產(chǎn)物分散性以及氧化錳的磁性等相關(guān)方面的特性進(jìn)行了表征。研究了從層狀體

2、相材料剝離獲得二維納米片層材料的制備工藝及其適應(yīng)性。氧化錳材料結(jié)構(gòu)相對(duì)于氧化鈦和石墨烯材料較脆弱和容易團(tuán)聚的特點(diǎn)導(dǎo)致晶粒的快速生長(zhǎng)。由此開(kāi)展了超臨界流體中剝離后破碎的氧化錳晶粒生長(zhǎng)行為的研究。結(jié)果表明氧化錳晶粒在超臨界流體中的生長(zhǎng)速率較實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下流體中的生長(zhǎng)要高。在超臨界流體迅速傳質(zhì)的情況下，氧化錳存在加速生長(zhǎng)現(xiàn)象。
　?。?）針對(duì)氧化錳的脫氧反應(yīng)，獲得了氧化錳在二甲基甲酰胺中物相與時(shí)間和溫度關(guān)系圖。從氧化錳在超臨界二甲基甲酰

3、胺中的物相改變，揭示了超臨界流體脫氧的現(xiàn)象。相關(guān)于生長(zhǎng)過(guò)程，研究了在超臨界流體中氧化錳的脫氧動(dòng)力學(xué)。通過(guò)與超臨界水等情形對(duì)比以及與先前文獻(xiàn)對(duì)照，對(duì)超臨界有機(jī)二甲基甲酰胺脫氧的機(jī)理進(jìn)行了研究闡釋。
　?。?）針對(duì)利用超臨界流體工藝獲得的氧化錳、氧化鈦和石墨烯納米材料，進(jìn)行了應(yīng)用方面的研究。獲得了基于樹(shù)脂的吸波復(fù)合材料，進(jìn)行了吸波隱形性能方面的研究。對(duì)成型的吸波材料性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試優(yōu)化選擇。利用吸波填料的阻燃性，以及添加劑的使用，進(jìn)一

4、步進(jìn)行了改善吸波材料阻燃性的研究。
　?。?）利用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法，以石墨烯片層限制的二氧化碳體系為例，研究了超臨界流體剝離工藝中層狀材料層間通道內(nèi)流體分子體系熱物理屬性相關(guān)量，為剝離工藝提供驗(yàn)證性理論支持。對(duì)限制在層間的二氧化碳分子體系的熱物理參量模擬，從理論上驗(yàn)證了超臨界流體的熱物理屬性對(duì)超臨界流體剝離的貢獻(xiàn)。研究了剝離過(guò)程中的熱應(yīng)力與相關(guān)能量，并與實(shí)現(xiàn)剝離的條件進(jìn)行對(duì)比，理論上評(píng)估了剝離的實(shí)現(xiàn)。
　?。?）SC-D

5、MF剝離也推廣到制備氧化鈦納米片層材料。揭示了層狀氧化鈦材料到二維納米片層氧化鈦材料的變化，并對(duì)剝離產(chǎn)物分散性進(jìn)行了表征。提出了插層的超臨界流體分子熱應(yīng)力膨脹剝離的機(jī)理，并進(jìn)行了相應(yīng)的驗(yàn)證性分析研究。
　　本論文提出了超臨界流體剝離層狀材料獲得片層材料的熱應(yīng)力膨脹剝離機(jī)理，分子動(dòng)力學(xué)模擬驗(yàn)證了層間超臨界流體分子離剝片層的有利特點(diǎn)，從機(jī)理上和理論上提供依據(jù)，使超臨界流體剝離的方法可以推廣應(yīng)用到剝離制備氧化錳、氧化鈦和石墨烯納米材料。