碳纳米管载体复合材料的制备及其电磁特性研究

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1、武汉理工人学硕士学位论文摘要碳纳米管由于具有中空结构、大的比表面积，因此很适合作为载体来负载纳米级的非金属、金属或金属氧化物，它还具有可以裁剪以及表面修饰的特性，且其电磁性能优于传统碳材料，以碳纳米管为载体及对其表面进行修饰的复合材料的电磁特性成为当今材料科学领域研究的热点。以碳纳米管作为基体，分别与磁性材料及良导电性的金属复合，有望解决电磁屏蔽频段窄的问题。本文在前人研究的基础上设计出以碳纳米管为基体，采用化学镀法和溶胶凝胶法分别制备了表面包覆铁镍银和钡铁氧体磁性材料的碳纳米管基复合材料，并对化学镀法和溶胶凝胶

2、法的制备工艺和反应机理进行了研究，得到了以下结论：(1)采用浓硝酸冷凝回流和混酸超声处理的方法对碳纳米管进行纯化处理，通过敏化、活化处理，提高了碳纳米管的表面活性，用化学镀的方法得到含铁镍38％，银28％的碳纳米管／铁镍／银复合粉末，通过SEM及EDS证实碳纳米管表面镀覆上铁镍和银，磁滞回线检测得粉末矫顽力Hc为0．147kOe，饱和磁化强度Ms为24．90emu／g，最大磁滞损耗为2．25x103J／m3，具有良好的磁性能。(2)用溶胶凝胶法在碳纳米管表面包覆了磁性材料钡铁氧体，得到了具有良磁性的碳纳米管／钡铁

3、氧体复合粉末，通过SEM和XRD分析表明碳纳米管表面上较均匀地包覆了一层钡铁氧体，磁滞回线分析得粉末的矫顽力Hc为0．225kOe，饱和磁化强度Ms为48．6emu／g，具有较好的磁性。(3)将原始碳纳米管，碳纳米管／铁镍／银，碳纳米管／钡铁氧体与聚乙二醇均匀混合得到复合材料，利用AgilentE8362BPNA系列矢量网络分析仪测量了在2．18GHz频率范围内的电磁参数及电磁特性，结果表明原始碳纳米管、碳纳米管／铁镍／银、碳纳米管／钡铁氧体均有较好的反射特性，碳纳米管／铁镍／银有较好的透射特性。当填充比碳纳米管

4、／铁镍／银：聚乙二醇=1：4，厚度d=12mm时，碳纳米管／铁镍／银复合材料的最大反射损耗值IP．41．58dB，且IK．10dB的频宽为7．42GHz；碳纳米管／钡铁氧体复合材料在所测试频率范围内出现多个吸收峰，在厚度d=8．5mm时吸收峰出现在7．0GHz附近，吸收峰值达．13．08dB，开拓了碳纳米管作为电磁吸收和屏蔽材料在低频段的应用的领域。关键词：碳纳米管，化学镀，溶胶凝胶，电磁特性武汉理工大学硕士学位论文AbstractCarbonnanotubeshaveahollowstructure，large

5、specificsurfacearea，soitissuitableasacartiertoloadthenon—metallicnano·scale，metalormetaloxide．CNTscanbecutwith，aswellasthecharacteristicsofsurfacemodification，anditsperformanceisbetterthantheelectromagnetictraditionalcarbonmaterials．Theelectromagneticproperti

6、esofcompositematerialswhichcontaincarbonnanotubescartieranditsmodifiedsurfacehasbecomeahotareaofresearchinmaterialsscience．Wetakecarbonnanotubesasamatrix，respectively,withmagneticmaterialsandgoodelectricalconductivityofthemetalcomplex，andexpecttosolvethenarro

7、w-bandelectromagneticshieldingproblems．Inthispaper,thebasisofpreviousstudiesdesignedtocarbonnanotubesasmatrix，Theuseofelectrolessplatingandsol—gelmethodwerepreparedbycoatingthesurfaceofiron-nickelsilverandbariumferritemagneticmaterialofthecarbonnanotube-based

8、compositematerials，andelectrolessplatingandsol-gelmethodofpreparationandreactionmechanismastudybythefollowingconclusions：CarbonnanotubesWaspurifiedthroughtheconcentratednitricacidandmixed