聚苯胺/四氧化三鐵吸波材料的制備與性能
發(fā)布時(shí)間:2021-08-03 14:06
利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)氨基化改性Fe3O4納米粒子,并以其為穩(wěn)定劑、甲苯為軟模板,與苯胺形成Pickering乳液,再以過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑、HCl為摻雜劑,用界面聚合法合成了摻雜態(tài)聚苯胺(PANI)/KH550-Fe3O4復(fù)合材料。采用FTIR、SEM、XRD對(duì)樣品形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,通過振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)考察了不同濃度HCl對(duì)復(fù)合材料磁性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)c(HCl)=0.1 mol/L時(shí),復(fù)合材料的飽和磁強(qiáng)度高達(dá)24 841 A/m。用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)對(duì)復(fù)合材料的屏蔽和吸波性能進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:在c(HCl)=0.1 mol/L、復(fù)合材料厚度為1 mm、電磁波的頻率為10 160 Hz下,復(fù)合材料的屏蔽效能高達(dá)40.682 dB,在12 400 Hz時(shí)反射損耗達(dá)-47.043 dB。
【文章來(lái)源】:精細(xì)化工. 2017,34(09)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
Pickering乳液聚合和界面聚合法制備PANI/KH550-FeO復(fù)合材料工藝圖
-1處為醌二亞胺單元C?C的伸縮振動(dòng)特征吸收峰;1488cm-1處為苯環(huán)的C?C伸縮振動(dòng)特征吸收峰;1294cm-1處為苯環(huán)的C—N伸縮振動(dòng)特征吸收峰;1118cm-1處吸收峰被稱為“電子狀態(tài)峰”[18],其與聚苯胺的電子離域程度有關(guān),由于它的出現(xiàn),PANI/KH550-Fe3O4形貌呈墨綠色的粉末狀態(tài),表明聚苯胺是處于部分氧化摻雜狀態(tài);801cm-1處為1,4取代苯環(huán)上C—H面外彎曲振動(dòng)特征吸收峰,在602cm-1處出現(xiàn)了Fe—O伸縮振動(dòng)特征吸收峰。a—Fe3O4;b—KH550-Fe3O4;c—PANI/KH550-Fe3O4圖2Fe3O4、KH550-Fe3O4、PANI/KH550-Fe3O4的紅外光譜圖Fig.2FTIRspectraofFe3O4,KH550-Fe3O4andPANI/KH550-Fe3O4圖3中a、b、c、d分別是Fe3O4、KH550-Fe3O4、PANI、PANI/KH550-Fe3O4的XRD圖。·990·精細(xì)化工FINECHEMICALS第34卷
3O4幾乎沒有變化,說明經(jīng)KH550改性后,F(xiàn)e3O4的晶型結(jié)構(gòu)并沒有破壞。而曲線d與c相比,曲線d中,在2θ=30.28°,35.7°,43.28°,57.36°,62.90°處出現(xiàn)了新的尖銳衍射峰,與Fe3O4標(biāo)準(zhǔn)譜圖(JCPDS卡號(hào)85-1436)基本一致[19],由曲線b、c、d可知,合成的PANI成功接上了磁性KH550-Fe3O4物質(zhì)。曲線d中KH550-Fe3O4的特征衍射峰有所減弱,這是由于HCl摻雜后,溶解了部分KH550改性的Fe3O4。結(jié)合FTIR可知,成功地合成了PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合材料。2.3TEM分析圖4a、b、c、d分別為c(HCl)=0、0.1、0.3、1.0mol/L時(shí)PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合材料的TEM圖。a—c(HCl)=0;b—c(HCl)=0.1mol/L;c—c(HCl)=0.3mol/L;d—c(HCl)=1.0mol/L圖4不同濃度摻雜酸下PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合物的透射電鏡圖Fig.4TEMimagesofthePANI/KH550-Fe3O4compositesdopedbyHClwithdifferentconcentrations由圖4a、b可知,所合成的PANI/KH550-Fe3O4具有明顯的核-殼結(jié)構(gòu),外殼的黑色邊緣可能是KH550-Fe3O4顆粒[20]。油溶性的苯胺單體溶在甲苯中形成油相,加入APS氧化劑和質(zhì)子酸后原位聚合形成了以聚苯胺為核、KH550-Fe3O4顆粒為殼的PANI/KH550-Fe3O4核-殼復(fù)合材料。隨著HCl濃度的增大,PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合材料的殼變薄(圖4c),而空心核的直徑變大。這是由于HCl濃度的增大溶解了外殼的一部分KH550-Fe3O4顆粒,從而也降低了復(fù)合物的穩(wěn)定性。從圖4d可知,復(fù)合材料中KH550-Fe3O4顆粒分散得較均勻。2.4SEM和EDS分析圖5a、b、c、d依次是c(HCl)=0、0.1、0.3、1.0mol/L的PANI/KH550-Fe3O4SEM圖,對(duì)圖5b中的A(PANI/KH550-
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中空結(jié)構(gòu)聚苯胺/Fe3O4/炭黑復(fù)合材料的制備及吸波性能[J]. 郭亞軍,張龍,后潔瓊,馬泳波,秋虎,張文娟,杜雪巖. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]聚丙烯酸酯/納米二氧化硅Pickering復(fù)合乳液的制備及性能[J]. 高黨鴿,段羲穎,呂斌,朱小峰. 精細(xì)化工. 2016(04)
[3]Fe3O4/PANI復(fù)合材料及其電磁性能研究[J]. 耿波,王麗. 廣州化工. 2015(20)
[4]聚苯胺納米纖維/鋰鋅鐵氧體復(fù)合吸波材料的制備與性能[J]. 李琳,姚正軍,周金堂. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]聚苯胺/鈷鐵氧體電磁復(fù)合材料的制備及其性能[J]. 馮輝霞,王果,陳姣,譚琳,陳娜麗,邱建輝,陳柏屹. 化工進(jìn)展. 2015(09)
[6]不同質(zhì)子酸摻雜對(duì)聚苯胺合成與性能的影響[J]. 唐秀蘭,曾明,張勇,顧花林,王國(guó)堯,林楊,吳宇浩,張燕,彭婭. 塑料工業(yè). 2014(11)
[7]3-氨基丙醇調(diào)控合成超順磁四氧化三鐵微球[J]. 肖旺釧,王葉敏,王仁章,張麗華,鄭可利. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
[8]PANI-HCl/PAN電磁屏蔽納米纖維膜的制備與表征[J]. 姜亞南,王鴻博,萬(wàn)玉芹,高衛(wèi)東. 化工新型材料. 2013(07)
本文編號(hào):3319755
【文章來(lái)源】:精細(xì)化工. 2017,34(09)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
Pickering乳液聚合和界面聚合法制備PANI/KH550-FeO復(fù)合材料工藝圖
-1處為醌二亞胺單元C?C的伸縮振動(dòng)特征吸收峰;1488cm-1處為苯環(huán)的C?C伸縮振動(dòng)特征吸收峰;1294cm-1處為苯環(huán)的C—N伸縮振動(dòng)特征吸收峰;1118cm-1處吸收峰被稱為“電子狀態(tài)峰”[18],其與聚苯胺的電子離域程度有關(guān),由于它的出現(xiàn),PANI/KH550-Fe3O4形貌呈墨綠色的粉末狀態(tài),表明聚苯胺是處于部分氧化摻雜狀態(tài);801cm-1處為1,4取代苯環(huán)上C—H面外彎曲振動(dòng)特征吸收峰,在602cm-1處出現(xiàn)了Fe—O伸縮振動(dòng)特征吸收峰。a—Fe3O4;b—KH550-Fe3O4;c—PANI/KH550-Fe3O4圖2Fe3O4、KH550-Fe3O4、PANI/KH550-Fe3O4的紅外光譜圖Fig.2FTIRspectraofFe3O4,KH550-Fe3O4andPANI/KH550-Fe3O4圖3中a、b、c、d分別是Fe3O4、KH550-Fe3O4、PANI、PANI/KH550-Fe3O4的XRD圖。·990·精細(xì)化工FINECHEMICALS第34卷
3O4幾乎沒有變化,說明經(jīng)KH550改性后,F(xiàn)e3O4的晶型結(jié)構(gòu)并沒有破壞。而曲線d與c相比,曲線d中,在2θ=30.28°,35.7°,43.28°,57.36°,62.90°處出現(xiàn)了新的尖銳衍射峰,與Fe3O4標(biāo)準(zhǔn)譜圖(JCPDS卡號(hào)85-1436)基本一致[19],由曲線b、c、d可知,合成的PANI成功接上了磁性KH550-Fe3O4物質(zhì)。曲線d中KH550-Fe3O4的特征衍射峰有所減弱,這是由于HCl摻雜后,溶解了部分KH550改性的Fe3O4。結(jié)合FTIR可知,成功地合成了PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合材料。2.3TEM分析圖4a、b、c、d分別為c(HCl)=0、0.1、0.3、1.0mol/L時(shí)PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合材料的TEM圖。a—c(HCl)=0;b—c(HCl)=0.1mol/L;c—c(HCl)=0.3mol/L;d—c(HCl)=1.0mol/L圖4不同濃度摻雜酸下PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合物的透射電鏡圖Fig.4TEMimagesofthePANI/KH550-Fe3O4compositesdopedbyHClwithdifferentconcentrations由圖4a、b可知,所合成的PANI/KH550-Fe3O4具有明顯的核-殼結(jié)構(gòu),外殼的黑色邊緣可能是KH550-Fe3O4顆粒[20]。油溶性的苯胺單體溶在甲苯中形成油相,加入APS氧化劑和質(zhì)子酸后原位聚合形成了以聚苯胺為核、KH550-Fe3O4顆粒為殼的PANI/KH550-Fe3O4核-殼復(fù)合材料。隨著HCl濃度的增大,PANI/KH550-Fe3O4復(fù)合材料的殼變薄(圖4c),而空心核的直徑變大。這是由于HCl濃度的增大溶解了外殼的一部分KH550-Fe3O4顆粒,從而也降低了復(fù)合物的穩(wěn)定性。從圖4d可知,復(fù)合材料中KH550-Fe3O4顆粒分散得較均勻。2.4SEM和EDS分析圖5a、b、c、d依次是c(HCl)=0、0.1、0.3、1.0mol/L的PANI/KH550-Fe3O4SEM圖,對(duì)圖5b中的A(PANI/KH550-
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中空結(jié)構(gòu)聚苯胺/Fe3O4/炭黑復(fù)合材料的制備及吸波性能[J]. 郭亞軍,張龍,后潔瓊,馬泳波,秋虎,張文娟,杜雪巖. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]聚丙烯酸酯/納米二氧化硅Pickering復(fù)合乳液的制備及性能[J]. 高黨鴿,段羲穎,呂斌,朱小峰. 精細(xì)化工. 2016(04)
[3]Fe3O4/PANI復(fù)合材料及其電磁性能研究[J]. 耿波,王麗. 廣州化工. 2015(20)
[4]聚苯胺納米纖維/鋰鋅鐵氧體復(fù)合吸波材料的制備與性能[J]. 李琳,姚正軍,周金堂. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]聚苯胺/鈷鐵氧體電磁復(fù)合材料的制備及其性能[J]. 馮輝霞,王果,陳姣,譚琳,陳娜麗,邱建輝,陳柏屹. 化工進(jìn)展. 2015(09)
[6]不同質(zhì)子酸摻雜對(duì)聚苯胺合成與性能的影響[J]. 唐秀蘭,曾明,張勇,顧花林,王國(guó)堯,林楊,吳宇浩,張燕,彭婭. 塑料工業(yè). 2014(11)
[7]3-氨基丙醇調(diào)控合成超順磁四氧化三鐵微球[J]. 肖旺釧,王葉敏,王仁章,張麗華,鄭可利. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
[8]PANI-HCl/PAN電磁屏蔽納米纖維膜的制備與表征[J]. 姜亞南,王鴻博,萬(wàn)玉芹,高衛(wèi)東. 化工新型材料. 2013(07)
本文編號(hào):3319755
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