掺镧铁酸铋及其复合材料的制备和性能研究

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1、、■论文分类号：１学校１０７０８学号：１５０２００１ｍ＾ＡＡＡＡｌＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文’ＴｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ掺镧铁酸铋及其复合材料的制备和性能研究王倩指导教师姓名：高淑雅教授林营副教授学科名称：材料科学与工程论文提交日期：２０１８年３月论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：掺镧铁酸铋及其复合材料的制备和性能研究学科门类：工学一级学科：材料科学与工程培养单位：材料科学与工程学院硕士生：王倩导师：高

2、淑雅教授林营副教授2018年5月PreparationandRelatedPropertiesofLa-DopedBismuthFerriteandBi0.9La0.1FeO3MatrixCompositesAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByQianWangSupervisor:Prof.ShuyaGaoViceProf.YingLinMay2018掺镧铁酸铋

3、及其复合材料的制备和性能研究摘要随着现代科学技术的极速发展，人们的生活产生了非常大的改变，但伴随的是地球上不可再生能源的枯竭与人类日常生活中日益严重的电磁干扰问题。因此开发出新型绿色储能器和有效的电磁波吸收材料是当代国内外科学家们亟需解决的问题。铁酸铋表现出优异的磁电性能，已被证实在诸多领域，如吸波、光催化、气敏、储能等方面有重要的性能贡献。本文以铁酸铋为基体制备了不同镧含量掺杂的铁酸铋材料，并把Bi0.9La0.1FeO3当做先驱体制备了三维花球状Bi0.9La0.1FeO3微球，而且聚苯胺（PANI）和还原氧化石墨烯（rGO）也被采用，与其进行复合，制备了Bi0.9La0.1FeO3基二元

4、复合材料。并测试研究了所有样品的吸波性能和电化学性能，主要研究内容和结构如下：（1）通过熔盐法制备了不同La掺杂的Bi1-xLaxFeO3粉体（0.1≤x≤0.4）。Bi1-xLaxFeO3粉体的吸波性能结果表明，当x=0.1时，Bi0.9La0.1FeO3粉体具有最佳的吸波性能，样品厚度和频率分别为2.4mm和15.92GHz时，最大反射损耗值为是-24.74dB。材料的电化学分析表明，Bi0.7La0.3FeO3粉体取得最-1-1好的电化学性能，扫描速率是2mVs时的比电容值为194.63Fg，2000次恒电流充放电测试后材料的电容保持率维持在82.82%左右。（2）通过一步腐蚀法制备了不

5、同腐蚀时间的三维花球状Bi0.9La0.1FeO3微球。比表面积测试表明，腐蚀时间为60min的Bi0.9La0.1FeO3微球具有最2-1大的比表面积75.09mg。电磁参数测试表明，当腐蚀时间为60min时，材料具有最佳的吸波性能，样品厚度和频率分别为2.9mm和6.9GHz处达到最大反射损耗值-57.9dB。电化学分析表明，腐蚀时间为60min时，材料-1-1的电化学性能最好，扫描速率为2mVs时的比电容值是561.48Fg，并且循环1500次后电极材料的电容保持率为86.67%。（3）通过原位复合法制备了不同复合比例的Bi0.9La0.1FeO3/PANI复合材料。当复合比例为1:1时

6、，Bi0.9La0.1FeO3/PANI复合粉体的最大反射损耗值是-47.7dB，样品厚度和频率分别为2.59mm和15.08GHz，有效吸收频-1宽为5.12GHz。同样地，当复合比例为1:1时，扫描速率为2mVs时-1Bi0.9La0.1FeO3/PANI电极材料取得最大的比电容455Fg，1500次循环充放I电测试后的电容保持率为85.8%，并且与纯PANI电极材料相比，-1Bi0.9La0.1FeO3/PANI电极材料具有更高的比电容值536.9Fg。（4）通过一步腐蚀法制备了多孔Bi0.9La0.1FeO3/rGO复合材料。当复合材料中rGO含量为30和45mg时，样品展现出优越的吸

7、波性能和电化学性能。S-30样品具有最大的反射损耗值-69.97dB，对应的样品厚度和频率为1.91mm和15.04GHz，-10dB以下频带宽度为5.2GHz，S-45样品在达到-1最大的反射损耗-58.19dB时样品厚度更小，仅1.58mm。扫描速率是2mVs-1的时候，S-45电极材料取得最大的比电容644.51Fg，S-30样品同样表现出杰出的电化学性能，循环1500次后的电容保持率大概是