[發明專利]一種錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚苯胺復合吸波材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210449811.0
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102977601A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 謝宇;趙杰;凌云;閆思鳳;石磊;朱衛多;余遠福;劉錦梅;張凱;賴強
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C08L79/02
• 分類號: C08L79/02;C08G73/02;C08K9/10;C08K9/04;C08K7/00;C08K3/04;C09K3/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

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技術領域

本發明屬于電磁波吸收材料制備領域，特別涉及一種錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚苯胺復合吸波材料的制備方法。

背景技術

錳鋅鐵氧體是由錳、鋅、鐵組成的具有尖晶石結構的非金屬復合氧化物，是國民經濟發展中一種非常重要的基礎功能材料，與同類型的金屬磁性材料相比，在高頻下具有高磁導率、高電阻率、高飽和磁化強度、低矯頑力和低損耗等物理化學性能，被廣泛應用于電子信息產業、家電產業、通信網絡與終端及儀器儀表等行業。

碳納米管既具有碳素材料的固有本性，又具有金屬材料的導電和導熱性，陶瓷材料的耐熱、耐腐蝕性，紡織纖維的可編織性，以及高分子材料的輕質、易加工性。碳納米管作為復合材料增強體，可使復合材料表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性，因此碳納米管增強復合材料可能帶來復合材料性能的一次飛躍。

聚苯胺以其單體價格低廉、合成工藝簡單、摻雜機制特殊、導電性能優良、穩定好以及特殊的光、電、磁性能而受到人們的廣泛關注，被認為是最有發展前景的一種導電高分子。人們對其合成、結構、特性與應用己做了大量的工作，并取得了一系列重要的成果，被廣泛地應用于許多領域。如今，人們對聚苯胺的研究已經不再局限于電學領域，發現將聚苯胺與磁性材料復合后，展現出特殊的光學、磁學以及電學性能。

因此，以聚苯胺導電高分子為基質制備出的錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性碳納米管-聚苯胺復合材料，具有磁性和導電性的雙重特性，是集鐵氧體吸波、碳納米管吸波、導電高分子吸波于一體的新型復合材料，在傳感技術、電磁屏蔽和雷達吸收等方面具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性碳納米管-聚苯胺復合吸波材料的制備方法，通過改性碳納米管的加入，以及與聚苯胺導電聚合物的復合，來調控復合材料整體的阻抗匹配特性，克服傳統吸波材料密度大的缺陷。

本發明是這樣來實現的，其制備方法如下：

（1）DBSA改性碳納米管的制備：將1.0g管徑為20～30nm的多壁碳納米管加入到水溶液中，超聲分散1h后，再加入2.0g?DBSA，在冰水浴中反應2.5h，碳納米管與DBSA質量比為1：2。反應完畢后經去離子水洗滌至中性，50℃下真空干燥后得到DBSA改性碳納米管。

（2）錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管復合材料的制備：首先按照化學計量比Mn_xZn_1-xFe₂O₄(X=0.3～0.9)分別稱取0.10～0.30g?MnSO₄·H₂O、0.06～0.42g?Zn(NO₃)₂·6H₂O、1.60g?Fe(NO₃)₃·9H₂O，溶于適量蒸餾水中，超聲分散處理30min溶解完全，然后加入1.0g?DBSA改性碳納米管，再超聲處理30min后，在磁力攪拌器快速攪拌條件下，用10mol/L?NaOH溶液滴定至pH值大于8。滴定完成后，靜置分層，移去上部清液，其余部分全部移入反應釜中，溫度60℃下反應12h。冷卻至室溫，過濾，蒸餾水洗滌濾餅至中性，再用乙醇洗滌1～2次，70～80℃下干燥，得到錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管復合材料。

（3）錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚苯胺復合材料的制備：分別稱取Yg（Y=0.05～0.15）錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管、1mL苯胺單體，加入盛有35mL?0.1mol/L鹽酸溶液的三口燒瓶中，超聲分散30min，然后將2.50g過硫酸銨溶解在15mL?0.1mol/L鹽酸溶液中，用滴液漏斗緩慢滴入上述混合溶液中，不斷攪拌下反應12h，過濾，分別用0.1mol/L鹽酸、去離子水洗滌產物至濾液為無色，60℃下真空干燥24h，得到錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚苯胺復合吸波材料。

用H-600透射電子顯微鏡對錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚苯胺復合吸波材料的顆粒形態及尺寸進行觀測，操作電壓為75kV。以錳鋅鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚苯胺復合物（X=0.90，Y=0.15）為例，復合物粒徑約為100nm。