核壳型铁磁性粒子聚吡咯复合材料的制备及其性能研究

《核壳型铁磁性粒子聚吡咯复合材料的制备及其性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京化工大学硕士学位论文核壳型铁磁性粒子/聚吡咯复合材料的制备及其性能研究姓名：陈爱华申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：李效玉;王海侨2003.2.27北震他工大学砑士学地论文核壳型铁磁性粒子／聚吡咯复合材料的制备及其性能研究摘要导电高聚物与磁性粒子复合制备出导电导磁性复合材料是近年来的一个研究热点。制备这种复合材料常用的方法是通过化学聚合法合成出包覆有磁性粒子的导电高聚物复合材料。微米级磁性粒子由于自身比重大，在溶液中易沉淀，而纳米级的磁性粒子则因为粒径小而易团聚，因此制备导电导磁复合材料所要解决的主要问题是如何使得磁性粒子在聚合体系中均匀分散。本课题的研究任务就是解决磁性粒

2、子在水溶液中的分散性问题，制各出具有优良电、磁性能的复合材料。在这篇论文中，以微米级铁粉／聚吡咯复合材料和纳米Fe，04粒子／聚吡咯复合材料两种体系为研究对象，详细讨论了导电导磁复合材料的制备及其磁性能等题。，／采用十二烷基苯磺酸钠(NaDBS)处理微米级铁粉，改善它在水k溶液中的分散状况，并以FeCl3为氧化剂，通过乳液聚合在铁粉表面聚合一层聚吡咯，而制备铁粉／聚吡咯复合材料。文中讨论了氧化剂、掺杂剂和铁粉用量对复合材料电、磁性能的影响。该复合材料具有优良的电性能，o。。=13．7S／cm，但磁性能不理想。为了制备电、磁性能均优电导磁复合材料，本课题首先合成出纳米Fe，o。粒子，然

3、后无水乙醇使其表面有机化，以改善它在水溶液中的分散稳定性。而后，以Fe30t粒子为核通过乳液聚合制备出Fe304／北京化工大学砑士学避论文聚吡咯复合材料。该复合材料具有优异的电、磁性能，电导率高达13．6S／cm，饱和磁强度可达到24．38emu／g。在本课题研究的范围内(Fe％=11．4％～20．6％)，复合材料的电导率(7．69S／cm～13．6S／cm)均高于纯聚吡咯(3．48S／cm)。其电导率和饱和磁强度均随体系中Fe，04粒子含量的增加而增加。复合材料的环境稳定性要远优于纯聚吡咯材料。本文还提出了一种处理纳米Fe304粒子的方法。这种方法的原理是同离子效应，即Fe30。粒

4、子在FeCl3溶液中可以吸附大量的Fe3+，在其表面形成一层阳离子壳，通过同性离子间的排斥作用而改善Fe，04粒子在水溶液中的分散状况。同时，Fe304粒子表面的Fe3+可以氧化吡咯单体聚合而得到Fe30。／聚吡咯复合材料。由于Fe304粒子表面的Fe3+数量有限，所得复合材料的电导率较低，聚吡咯包覆层的厚度约为1～2nn'l，但磁性能很强。为了改善它的电导率，在该体系中加入氧化剂和单体进行二次聚合。所得复合材料具有优良的电性能和磁性能。在文中详细讨论了FeCl3处理液浓度对复合材料电、磁性能的影响，发现当FeCl3处理液浓度为12％时，复合材料的电导率和饱和磁强度均达最高值，分别为

5、13．73S／cm、31．41emu／g。此外，本课题还研究了体系中Fe，O。含量对复合材料电、磁性能的影响，复合材料的电导率和饱和磁强度都随着体系中Fe30。含量的增加而增加。而、且该复合材料还具有优良的环境稳定性。上卢——关键词：聚吡咯?铁粉歹Fe30t粒子j导电4I弩导磁。I妗复合材坶II北京他工大学研士学芷静文THEPREPARATIoNANDCHARACTERIZATIoNoFFEERIMAGNETICPARTICLES／POLYPYRROLE(PPY)WITHCORE．SHELLSTRUCTUREABSTRACTRecently,conductingpolymercomp

6、ositeswithbothelectricalandferromagneticpropertieshavereceivedtremendousattention．Themostgeneralmethodtoobtainpolymerconductivenanocompositeswithmagnetismisthatmonomersarepolymerizedinanaqueoussolutioninthepresenceofferromagneticparticles．Anobstacleinassemblingandmaintainingdispersioninthecompo

7、siteistheaggregationofsmallironoxideparticles．Inthispaper，wepresentnovelmethodstoobtainferromagneticparticleswithstabledispersion．Furthermore，ferromagneticparticles／PPycompositesweresynthesized．Atthemeanwhile，theeffectofironoxidec