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本论文主要研究了PEDOT微球特别是空心微球的制备,Fe3O4/PEDOT核壳结构材料的制备以及FeO(OH)/PEDOT复合纳米棒的制备,考察了控制材料形貌和结构的因素,并利用SEM、TEM、FTIR和XRD等手段对材料进行了表征,同时研究了材料的电、磁特性及吸波性能。电磁参数测试以及反射率的理论计算和实测结果表明:所制备的材料在2-18GHz内具有雷达吸波性能,特别是空心结构的PEODT及FeO(OH))/PEDOT最大吸收分别可达-24dB和-35dB左右,是很有应用前景的吸波新材料,有关PEDOT,Fe3O4/PEDOT和FeO(OH)/PEDOT的吸波性能,尚未见文献报道。以下是本论文的主要研究内容:
1.在水/乙腈混合溶液中,以过硫酸铵(APS)作为氧化剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,制备了PEDOT微球,结果表明:不同单体浓度以及单体和氧化剂浓度比等因素对PEDOT微球的形貌和结构有至关重要的影响,实现了微球实心和空心结构的可控调变,同时,提出了PEDOT微球,特别是空心微球的形成机制。将PEDOT空心微球作为微波吸收材料,测试了其电磁参数,根据电磁波传播理论,计算了不同涂层厚度下,2-18GHz范围内的反射损耗,进一步将实际涂板测试结果和理论计算结果进行了比较,结果吻合较好。PEDOT在2mm厚度时,最大反射损耗达到-24dB,大于-10dB反射损耗的频宽达5GHz,有望成为质量轻、吸波能力强的新型吸波材料。
2.利用两步法成功制备了核壳结构的Fe3O4/PEDOT复合材料,并考察了稳定剂、反应时间和温度对其形貌的影响,利用XRD、EDX谱图和红外光谱等方法对其进行了表征。同时还研究了该复合材料的电、磁以及吸波性能等,当复合材料涂层厚度为4mm时,最大反射损耗为-12dB,复合材料的矫顽力、饱和磁化强度和剩磁分别为94.2Oe,64.6emu/g和7.3emu/g。
3.利用一步法成功制备了FeO(OH)3/PEDOT复合纳米棒,并利用高分辨TEM测试表明FeO(OH)纳米棒呈单晶结构。考察了反应时间,稳定剂等因素对其形貌的影响,并推测了该复合纳米棒的形成机理。另外,对其磁性和吸波等性质进行了重点研究,发现控制FeCl3和FeCl2的量,可以调控复合材料的电、磁性能,所制备材料具有良好的电、磁性能,吸波强度较单一PEDOT有所提高。