[發明專利]一種稀土共摻雜鋇鐵氧體/聚苯胺復合材料

有效

• 申請號: 201310311995.9
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103435798A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉亞青;王燕;趙貴哲;孫友誼;王曉峰;柳學義;李現化
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K3/22;C04B35/26
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

????本發明涉及一種磁性、導電復合材料領域，具體是一種稀土共摻雜鋇鐵氧體/聚苯胺復合材料。

背景技術

鋇鐵氧體具有較高的飽和磁化強度、電阻率以及較低的渦流損耗，已廣泛用于微波器件等領域；由于其固有的電磁特性，近來在電磁屏蔽和微波吸收領域也顯示出較好的應用前景。

稀土元素具有未成對的4f電子，對離子磁矩有貢獻的是4f電子，在它們外面的還有5s²p⁶電子，這些外層電子起屏蔽作用，使得每個離子內部的4f電子免受近鄰原子和離子的影響。因而它們的原子和離子具有特殊的電磁性能，大多數稀土元素都有比一般順磁性物質高得多的質量磁化率，稀土具有順磁磁化率、飽和磁化強度、磁晶各向異性、磁致伸縮，這些獨特的性質正好滿足了在微波頻率下材料的復磁導率和與之相適應的復介電常數來構成寬頻、質輕微波吸收材料的重要基礎，同時稀土的這些特異性也必將對稀土吸波材料的復數磁導率和自然共振頻率等吸收機制產生影響。

聚苯胺由于合成方法簡單、具有良好的環境穩定性以及獨特的電化學和物理化學行為，被廣泛地用于電磁屏蔽材料、電極和傳感器材、充電電池、金屬防腐材料以及微波吸收材料等領域。隨著研究的逐漸深入，它將具有更為廣闊的應用前景。

因此，以聚苯胺為基體制備的稀土摻雜鋇鐵氧體復合材料具有磁性和導電性的雙重性質，在電磁屏蔽、微波器件、雷達吸收等方面將會具有廣闊的應用前景。

發明內容

????本發明旨在提供一種具有磁性、導電性的雙重性質的復合材料，具體是一種稀土共摻雜鋇鐵氧體/聚苯胺復合材料。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種稀土共摻雜鋇鐵氧體/聚苯胺復合材料，制備方法如下：（1）疏松狀稀土共摻雜鋇鐵氧體的制備；（2）復合材料的制備；

其中稀土共摻雜鋇鐵氧體的化學式為Ba_0.7(La_xNd_y)_0.3Fe₁₂O₁₉，化學式中0≦x≦1，0≦y≦1，且x+y=1；

步驟（1）為：

a、將氧化鑭和氧化釹溶于1mol/L的硝酸溶液中，鑭元素和釹元素的總的物質的量與硝酸的物質的量之比為1:3；

b、將硝酸鐵、硝酸鋇、檸檬酸以及PEG6000溶于蒸餾水中，得到棕色溶液，上述步驟中鑭元素、釹元素、鐵元素和鋇元素總的物質的量與檸檬酸的物質的量之比為1:（2～2.5），PEG6000的質量為氧化鑭、氧化釹、硝酸溶液、硝酸鐵和硝酸鋇總質量的2～4%；

c、將步驟a和b中兩種溶液均勻混合，加入氨水調節pH至7，得到墨綠色溶液；

d、墨綠色溶液于75～85℃的水浴中攪拌蒸發3～4h，得到粘稠狀溶膠，該溶膠于100～125℃環境下烘干至恒重，得到干凝膠；

e、將干凝膠在馬弗爐里在240～260℃進行灰化，灰化后升溫至400～500℃預燒50～60min，隨后升溫至850℃焙燒4h，得到疏松狀稀土共摻雜鋇鐵氧體；氧化鑭、氧化釹、硝酸鐵、硝酸鋇按照上述化學式的化學元素計量比配比；

步驟（2）為：

f、將疏松狀稀土共摻雜鋇鐵氧體和十二烷基苯磺酸鈉SDBS混合攪拌分散于0.5mol/L的鹽酸溶液中，常溫水浴中攪拌0.5～1h，得到分散均勻的紅褐色懸浮液；

g、紅褐色懸浮液中加入苯胺單體An，于冰水浴繼續攪拌0.5～1h，得到分散均勻混合液，上述步驟中疏松狀稀土共摻雜鋇鐵氧體的質量為苯胺單體An質量的2～8%；

h、撤去冰水浴，攪拌分散均勻混合液的同時逐滴加入APS鹽酸溶液，然后繼續反應8～10h；上述步驟中APS鹽酸溶液制備方法為將APS溶于0.5mol/L的鹽酸溶液中，n（SDBS）：n（An）：n（APS）=0.3:1：1，n（總鹽酸）：n（An）=（1.3～1）:1；

i、隨后丙酮破乳，采用水和丙酮洗滌抽濾后，于60～70℃環境下干燥至恒重，制得稀土共摻雜鋇鐵氧體/聚苯胺復合材料。