PANi/Fe<,3>O<,4>在T-ZnOw表面原位复合及其电磁学性能初探

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本文以氧化锌晶须(tetra-needle-like ZnO whisker T-ZnOw)为基体,在其表面原位复合聚苯胺(Polyaniline PANi)和四氧化三铁(Iron Oxide Fe3O4),分别制备了具有特殊核壳结构的T-ZnOw/PANi复合物和T-ZnOw/Fe3O4/PANi复合物。以T-ZnOw和苯胺为原料,正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate TEOS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-aminopropyltriethoxysilane APTES)为表面改性剂,过硫酸胺为引发剂和氧化剂,对甲基苯磺酸(p-methylbenzene sulfonic acidTSA)为掺杂剂,通过原位合成的方法制得了T-ZnOw/PANi核壳结构复合物。实验结果表明,制备T-ZnOw/PANi复合物较好的实验流程是:先对T-ZnOw进行TEOS和APTES改性,得到改性氧化锌品须,而后进行苯胺(anilineAN)的原位复合,反应体系中V(醇)/V(水)=7:3,m(T-ZnOw)/m(AN)=2:1,掺杂度为0.15-0.20M。以此方法制备的复合物,热稳定性较纯掺杂态聚苯胺要好,电导率在10-3-10-2S/cm之间,高于T-ZnOw 5个数量级以上,低于同等掺杂度下纯聚苯胺1-2个数量级。电磁性能分析表明,以此方法制备的ToZnOw/PANi复合物的介电损耗性能较T-ZnOw和同等掺杂度下的聚苯胺要好,而且随着电导率的提高,其介电损耗性能增强。平板反射率测试表明,T-ZnOw/PANi复合物比T-ZnOw和同等掺杂度下的聚苯胺的吸波性能要好,随着电导率的提高,T-ZnOw/PANi复合物的吸波性能增强,在1-3mm范围内,随着平板厚度的增加,其吸波性能增强。以T-ZnOw和FeCl2为原料,聚乙二醇为表面活性剂,TEOS为改性剂,通过原位合成的方法制备了T-ZnOw/Fe3O4核壳结构复合物。以此ToZnOw/Fe3O4复合物为基体,通过接枝聚合的方法制备了T-ZnOw/Fe3O4/PANi多层结构复合物。实验结果表明,T-ZnOw/Fe3O4/PANi复合物的热稳定性能较T-ZnOw/PANi复合物稍差,是一种顺磁性材料,其电导率在同等掺杂度下与T-ZnOw/PANi复合物处于同一数量级,但值稍低;电磁性能分析表明,T-ZnOw/Fe3O4/PANi复合物介电性能强于T-ZnOw/Fe3O4复合物,磁导率强于T-Znow/PANi复合物,可能表现出更好的电磁吸波性能。
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