纳米复合材料制备及其电磁性能研究

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导电聚苯胺纳米复合材料的制备、性能及其应用研究

作者：胡茂琨 李甘

来源：《速读·中旬》2017年第11期

摘 要：本文对导电聚苯胺纳米复合材料的制备进行简单阐述，介绍并分析了导电聚苯胺纳米复合材料在钢铁腐蚀防护中的应用及性能，希望能够从理论层面上为导电聚苯胺纳米复合材料的应用及发展研究提供一点支持。

关键词：导电聚苯胺；纳米复合材料；制备；性能

一、引言

导电聚苯胺纳米复合材料在金属腐蚀防护中具有较高的应用价值。其制备方法分为很多种，相关人员也围绕此展开了深入研究，并针对其在钢铁腐蚀防护中的应用及性能进行了分析，取得了比较理想的成效，这对于钢铁材料保护及应用发展有着十分重要的现实意义。

二、导电聚苯胺纳米复合材料的制备

导电聚合物与纳米材料复合到一起，可以使导电高分子的性能得到增加。现阶段，聚苯胺纳米复合材料主要有：导电聚苯胺-磁性纳米粒子复合材料、导电聚苯胺-碳纳米管复合材料、导电聚苯胺-聚合物复合材料以及导电聚苯胺-氧化物纳米复合材料等等。

以磁性导电聚合物为例，其是由导电聚合物与磁性纳米粒子复合而成。其次，相关研究人员还对苯胺的原位乳液加以运用，采取聚合的方式对聚苯胺/碳纳米管的杂化材料进行了制备，并围绕此展开了相关研究，结果显示，这种材料在导电性与热稳定性方面具有比较突出的优势，并且提出聚苯胺含量与其导电性成成比例关系。

再者，还有人在无模版条件下，对含Au纳米粒子的聚苯胺纳米纤维进行了合成。首先，将Au纳米粒子的金属盐溶液掺加到含有苯胺单体，掺有杂质子酸与氧化剂的溶液中进行溶解，在辐射后，就生成了聚苯胺纳米纤维。在这一过程中，金属盐发生还原反应，生成金属纳米粒子，并在聚苯胺纳米纤维中均匀分布。有研究者还对两相法加以运用，对银/聚苯胺纳米复合材料进行合成。在主要成为为苯胺的甲苯溶液中分散银纳米粒子，而质子酸的水溶液则溶解了氧化剂；通过混合油相与水相溶液，待分层之后放置一段时间，就可以得到含银纳米粒子的聚苯胺纳米膜或聚苯胺/银纳米离子核壳结构。 龙源期刊网

32002212216收稿,2003203219修稿;南京大学分析测试基金资助项目;33通讯联系人・研究简报・

聚氨酯Π蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究3

程爱民1　田　艳1　韩　冰1　嵇根定1　吴石山133　沈　健1,2

(1南京大学表面和界面化学工程技术研究中心　南京　210093)(2南京师范大学化学与环境科学学院　南京　210097)

关键词　聚氨酯,蒙脱土,溶液插层,纳米复合材料

纳米复合材料由于其纳米尺寸效应,表面效

应以及纳米粒子与基体界面间强的相互作用,具

有优于相同组分常规复合材料的力学,热学等性

能,引起了人们的广泛关注.用纳米材料改性聚合

物,制备纳米复合材料是获得高性能高分子复合

材料的重要方法,采用较多的是插层复合法,可分

为两类,一是单体预先插层于层状结构填料的晶

片层间,然后聚合;二是聚合物溶液或熔体直接插

层于层状结构填料的晶片层间.聚氨酯(PU)是由

多异氰酸酯与多元醇通过加聚反应而形成的高聚

物,其重复结构单元是氨基甲酸酯链段

(R2OCONH

R1NHCOO).PU弹性体

具有耐磨耗、耐油、耐化学腐蚀、耐撕裂、高弹性等

优异性能,有关其填充改性研究一直比较活跃.

PU中加入普通填料后,通常是强度提高,但断裂伸长率下降.1998年以来,Pinnavaia等[1～3]相继报

道了PU弹性体Π粘土纳米复合材料的研究.漆宗

能等[4～7]也报道了该方面的研究.结果表明,与一

般的聚氨酯Π无机填料复合材料不同,PUΠ粘土纳

米复合材料具有更高的比强度和比模量,而且其

韧性不但未见降低,甚至略有增加,表现出很好的

综合性能.关于PUΠ粘土纳米复合材料大都采用单体插

层聚合法制备[1,4～6],也有采用溶液或熔融法制备纳米复合材料的研究报道[2,3,7].本文以溶液插层的方法,制备了PUΠ蒙脱土(MMT)纳米复合材料,研究了有机改性MMT片层层间距的变化和其在

PU基体中的分散情况以及复合材料的力学性能、热稳定性和吸水性.研究结果表明,本研究制备的

科研开发2018·04162Chenmical Intermediate当代化工研究

Sm3+掺杂NiFe2O4及其性能＊于洪　张思杨　金佳惠　刘跃（沈阳师范大学化学化工学院 辽宁 110034）摘要：随着纳米技术的迅速发展,铁氧体掺杂的纳米复合材料已经成为人们关注和研究的热点之一。本论文通过采用水热法制备NiSmxFe2-xO4 （x=0、0.02～0.12）铁氧体材料，借助XRD、SEM、VSM等仪器对试样的物相组成、微观形貌、磁性能等进行表征，测试结果表明随着掺杂量的增加，材料的磁性能逐渐变好，在掺杂量为0.06时磁性能最好。关键词：铁氧体；水热法；稀土取代 中图分类号：O 文献标识码：ASm3+Doped NiFe2O4 and Its PropertiesYu Hong, Zhang Siyang, Jin Jiahui, Liu Yue(Chemical Engineering College of Shenyang Normal University, Liaoning, 110034)Abstract：With the rapid development of nanotechnology, doped ferrite nanocomposites have become one of the great concern. NiSmxFe2-xO4 (x=0, 0.02-0.12) were prepared by hydrothermal method. The phase composition, microstructure and magnetic properties of the samples were characterized by XRD, SEM and VSM. The results show that the magnetic properties of the material gradually become better as the the doping amount is increased. The best result is achieved when the doping amount is 0.06.Key words：Ferrite；hydrothermal method；rare earth element doping引言纳米铁氧体具有良好的电磁性能，可在催化剂，吸附剂，生物医药，传感器，吸波材料等领域应用。铁氧体性能受制备方法、金属离子替代等的影响。由于前人的制备方法繁琐，所以本论文通过水热法制备NiSmxFe2-xO4，操作简单无污染。 1.实验部分(1)实验装置及试剂装置：电子天平、高压反应釜、减压过滤装置、磁力搅拌器、加热炉、烘箱。试剂：六水硝酸镍、九水硝酸铁、氧化钐、硝酸、氢氧化钠、添加剂。(2)制备NiSmxFe2-xO4按化学计量比x:2-x（x=0、0.02～0.12）称取氧化钐并将其完全溶于少量硝酸中，再将按化学计量比1:2-x（x=0、 0.02～0.12）称取的硝酸镍和硝酸铁分别完全溶于蒸馏水中配成溶液倒入上述溶液中形成混合液。称取适量添加剂溶于水后加入到上述混合溶液中，再称适量的氢氧化钠配成溶液，用其滴定混合液至pH=9，滴定过程用磁力搅拌，将溶液装入反应釜中，封闭完全后放入230℃的加热炉中加热4h，待反应体系完全冷却至室温后，经减压过滤将产物洗至PH= 7，放入80℃的烘箱中干燥，得到干燥产物。2.结果与讨论(1)X射线分析对照标准谱图PDF#54-0964可以得出所合成的物质为NiSmxFe2-xO4，由图1可以看出随着Sm3+掺杂量的增加，衍射峰越来越强。由图可以看出当掺钐量为0.06时的样品纯度和衍射峰的强度最好，由此能够得出最佳掺钐量=0.06。由图2可以看出随掺钐量的增加，其矫顽力逐渐增加，饱和磁化强度也随着改变，当X=0.06时其饱和磁化强度最高达37.84emu/g。由图可以得出钐掺杂对于整体磁性具有增强的作用。

暑

假

实

习

论

文

题 目: 纳米材料及其应用

学 院 软件与通信工程学院

学生姓名 XXX 学 号 XXXX

专 业 电子科学与技术 届 别 2011届

指导教师 白耀辉博士 李刚博士 尧文元博士

二O一一 年 七 月

纳米材料及其应用

内容摘要

1.纳米材料定义

2.国内外研究进展

3.应用领域及原理

应用领域

◇纳米技术在陶瓷领域方面的应用

◇纳米技术在微电子学上的应用

◇纳米技术在生物工程上的应用

应用原理

◇量子尺寸效应

◇小尺寸效应

◇纳米材料的热学特性

◇纳米材料的磁学特性

◇纳米材料的光学特性

4.制备方法

◇激光诱导化学气相沉积法

◇低温等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）

◇液相法制备纳米材料

一． 纳米材料定义

纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料。它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为100~102nm。它包括体积分数近似相等的两个部分：一是直径为几个或几十个纳米的粒子二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。

从材料的结构单元层次来说，它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。在纳米材料中，界面原子占极大比例，而且原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。

在纳米材料中，纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。纳米相材料跟普通的金属、陶瓷，和其他固体材料都是由同样的原子组成，只不过这些原子排列成了纳米级的原子团，成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。其常规纳米材料中的基本颗粒直径不到100 nm，包含的原子不到几万个。一个直径为3 nm的原子团包含大约900个原子，几乎是英文里一个句点的百万分之一，这个比例相当于一条300多米长的帆船跟整个地球的比例。