碳纤维负载Fe_3O_4复合材料制备与吸波性能分析

为了获得能够在宽带范围内吸收电磁波的低密度材料,采用多巴胺修饰的方法对碳纤维进行改性,通过负载Fe_3O_4磁性颗粒制备了一种吸波复合材料。探究了Fe~(3+)浓度、反应时间和煅烧温度对改性效果的影响,并测试了该吸波复合材料的表面形态和吸波性能。试验发现:当Fe~(3+)浓度0.3 mol/L,反应时间8 h,煅烧温度700℃时纤维的改性效果最为理想;Fe_3O_4纳米粒子能均匀分布在碳纤维表面;制备出的吸波复合材料的最大反射率在11.7 GHz时达到-55.4 dB,有效吸收带宽12.1 GHz。认为:负载纳米Fe_3O_4磁性颗粒可以有效地提高碳纤维对电磁波的吸收。     

Fe3O4/木质素基纳米碳纤维复合材料的制备及其微波吸收性能探究

本研究以蔗渣乙酸木质素为原料制备了木质素基实心和中空纳米碳纤维(CNFs和HCNFs),然后采用溶剂热法,将经浓硝酸表面氧化处理后的碳纤维和乙酰丙酮铁共混反应合成了Fe_3O_4/实心和中空纳米碳纤维复合材料(Fe_3O_4/CNFs和Fe_3O_4/HCNFs)。通过傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪分析了碳纤维在浓硝酸氧化处理前后的结构变化,通过扫描电子显微镜能谱仪、X射线衍射仪、比表面积孔径分析仪、振动样品磁强计和矢量网络仪分析并对比了Fe_3O_4/CNFs和Fe_3O_4/HCNFs的形貌结构、磁性能和微波吸收性能。结果表明,Fe_3O_4/CNFs和Fe_3O_4/HCNFs的饱和磁化强度分别为12. 7emu/g和16. 5 emu/g,均表现出了典型的超顺磁性。相较于Fe_3O_4/CNFs,Fe_3O_4/HCNFs在厚度仅为1. 5mm下其最小反射损耗达-11. 8 dB,另外随着吸波体厚度在1. 0～2. 5 mm范围变化,小于-10 dB的吸收频带范围为5. 28～14. 75 GHz,表现出了更优异的微波吸收性能。     

Fe_3O_4与聚吡咯对棉织物的防电磁辐射整理及屏蔽效能研究

以Fe_3O_4为磁损耗材料、聚吡咯为导电吸波材料,采用两步法制备了Fe_3O_4/聚吡咯/棉防电磁辐射复合织物。首先利用Fe_3O_4纳米分散液对棉织物浸轧、烘干方式获得Fe_3O_4/棉磁性复合织物,并以此为基底材料,以FeCl_3为氧化剂、对甲苯磺酸为掺杂剂,通过原位聚合制备成磁性Fe_3O_4/聚吡咯/棉电磁屏蔽复合面料。探讨了吡咯单体浓度、氧化剂与掺杂剂浓度等因素对织物电磁屏蔽效能的影响规律,以及整理对棉织物吸湿速干性能的影响。实验结果表明,FeCl_3·6H_2O与C_4H_5N摩尔配比为1︰1,摩尔浓度为0.6 mol/L时具有最佳的电磁屏蔽性能,在30~1 500 MHz内,电磁屏蔽效能值可达15 d B,整理前后棉织物的液态水动态传递综合指数由5级降为2级,即整理削弱了棉织物的吸湿速干性能。     

Fe/C多孔碳材料制备及其涂层棉织物的吸波性能

为提高涂层棉织物的吸波性能,采用溶液混合法制备磁性金属有机框架(Fe-MOF),通过高温热解制备Fe/C多孔碳材料,以聚丙烯酸酯为黏合剂,将Fe/C多孔碳材料复合在棉织物上制备柔性纺织复合材料。借助X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、振动样品磁力计与热重分析仪分别对Fe/C多孔碳材料的结构、微观形貌、磁性能进行表征与测试,使用矢量网络分析仪对Fe/C多孔碳材料和涂层棉织物的吸波性能进行分析。结果表明：在频率为4.6 GHz时,Fe/C多孔碳材料的反射损耗值最小为-60.4 dB,小于-10 dB的有效带宽为1.4 GHz,最佳厚度为4.3 mm;涂层棉织物的反射损耗值最小为-53.94 dB,小于-10 dB的有效频宽为X波段(频率为8.2～12.4 GHz),最佳涂层厚度为4.5 mm; Fe/C多孔碳材料涂层棉织物厚度达到3.5 mm以上时,其吸波性能优良。     

壳层厚度对Fe_3O_4@ZnO纳米微粒电磁性能影响分析

为拓展核壳结构纳米材料在电磁防护领域的应用,文章采用溶胶-凝胶法制备Fe_3O_4@ZnO核壳结构纳米微粒,借助XRD、HRTEM、DLS和EDS分析其结构形态及元素成分,利用半导体参数测试系统、振动样品磁强计(VSM)与磁导率计分别测试产物电、磁性能。结果表明:纳米微粒壳层厚度分别为9.35、23.25 nm和36.65 nm;当ZnO壳层厚度增加,产物的相对磁导率由1.142 H/m降至1.087 H/m;而电导值从9.87×10~(-7) S增加到16.91×10~(-7) S。说明ZnO对Fe_3O_4的包覆使部分磁场信号衰减,同时提高了纳米微粒的导电性能。通过改变壳层厚度可调控Fe_3O_4@ZnO纳米微粒的电、磁性能,该纳米微粒可用于导电纤维和复合功能织物的制备。     

Fe_(3)O_(4)@PVAm磁性纳米复合粒子的制备及其染料吸附性能

使用硫酸铝将两性聚乙烯胺(PVAm)固载于纳米Fe_(3)O_(4)表面制备了富含氨基的磁性纳米复合粒子(Fe_(3)O_(4)@PVAm),并将其用于去除水体中的阴离子染料。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)分别表征了复合粒子的结构和磁响应性能。与Fe_(3)O_(4)粒子相比,Fe_(3)O_(4)@PVAm复合粒子的XRD图谱在2θ角15°~25°处出现新的衍射峰,红外光谱中出现了N-H、C=O及C-N键的振动吸收峰,X射线光电子能谱在399.5 eV处出现了N1s的特征峰,说明PVAm已成功固载到Fe_(3)O_(4)粒子上。VSM分析表明,Fe_(3)O_(4)@PVAm具有较好的磁响应性。SEM分析证实Fe_(3)O_(4)@PVAm的平均粒径约为24 nm。选取酸性嫩黄染料为吸附对象,考察了Fe_(3)O_(4)@PVAm对水体中染料的吸附性能。在pH为3、温度为50℃时,Fe_(3)O_(4)@PVAm对酸性嫩黄染料的最大吸附容量达到1188 mg/g,吸附过程符合Langmuir吸附等温模型及拟二级速率模型。经10次吸附-脱附循环使用后,Fe_(3)O_(4)@PVAm复合粒子的吸附容量可以保持在最大吸附容量的75%以上。     

基于聚苯胺整理的吸波型不锈钢电磁屏蔽织物

为了赋予不锈钢电磁屏蔽织物吸波性能并同时提升其屏蔽效能,采用碱溶液及壳聚糖溶液对织物进行双重预处理,配备过硫酸胺及掺杂剂溶液在织物中引发苯胺单体聚合反应,从而制备出聚苯胺不锈钢电磁屏蔽复合织物。采用小窗法及弓形法对织物进行屏蔽效能及反射率测试,通过分析得出该方法可有效赋予织物较好吸波特性,同时又能明显提升织物的屏蔽效能;反射率在4 GHz以上频段范围吸波性能较优,最佳可接近-6 dB;屏蔽效能在6 GHz以上得到明显提升,最高可增加10 dB以上;不同参数对整理性能的影响程度符合盐酸浓度过硫酸铵浓度氢氧化钠浓度苯胺单体吸附时间;制成的聚苯胺不锈钢复合织物柔软舒适且耐洗涤性较好。     

基于阳离子改性的四氧化三铁的结构与性能优化

为提高空气气氛下阳离子改性的四氧化三铁(Fe_3O_4)的结构与性能,进一步优化了聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性的Fe_3O_4的制备工艺。利用X射线衍射仪、粒度分析仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计等进行表征与测试,研究了利用化学共沉淀法制备Fe_3O_4纳米粒子的过程中,PDDA在Fe_3O_4晶粒成型的不同阶段进行改性对最终产品质量的影响。结果表明:当PDDA在Fe_3O_4晶粒成型后直接进行改性,其包覆厚度适宜,包覆率约为2.01%;包覆外观均匀,表现为Fe_3O_4纳米粒子均匀分散于PDDA中;得到的磁性复合纳米粒子磁性最强,可高达3.47×10~5A/m。     

用于脂肪酶固定化的磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体的制备研究

通过改进St?ber法制备出磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2复合载体。具体制备流程为:将磁性纳米Fe_3O_4溶胶、正硅酸乙酯(TEOS)与分散剂超声分散混合,使其形成W/O的混合体系,然后将该混合溶液缓慢均匀加入至一定温度的乙醇和氨水混合液中搅拌反应一段时间,洗涤烘干得到磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2复合载体。用X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、震动样品磁强仪(VSM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分别对载体进行表征。结果表明,用此种方法合成的复合载体Fe_3O_4晶型结构不变、粒径为25～30 nm、包裹厚度3～5 nm、粒径均一、易分散,具有超顺磁性,复合载体的比饱和磁场强度较Fe_3O_4只减弱0.8 emu/g。磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体固定化脂肪酶催化脂肪反应的酯化率达到了36.78%,能满足酶分子固定化实际使用时对磁性和不同粒径的需求。     

rGO掺杂锰锌铁氧体复合物的吸波性能及对棉织物的涂层整理

采用水热法制备了具有优秀吸波性能的rGO/锰锌铁氧体复合材料,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射分析(XRD)等方法对样品进行了表征.结果表明:当rGO/锰锌铁氧体复合材料掺杂比为1:2时,厚度为3.5 mm且频率为7.05 GHz处测得最小反射损耗为-51.1 dB,有效吸收...     

金磁微粒的制备及其催化性能

采用水热法快速制备Fe_3O_4纳米粒子,并通过表面氨基化与金纳米粒子自组装方法构建金磁微粒(Fe_3O_4@Au),优化金磁微粒的制备工艺,并表征其性能。结果表明,1%浓度的葡萄皮浸泡液制备金纳米粒子,其粒子平均粒径为7 nm,氨基化的Fe_3O_4纳米粒子可以有效固载金纳米粒子,最优制备工艺为:Fe_3O_4混悬液添加量2 m L,温度60℃,时间60 min。金磁微粒饱和磁化强度为61 emu/g,且具有良好的催化性能。     

炭黑&耐高温磁粉/PI树脂基吸波复合材料的制备和性能研究

以聚酰亚胺（PI）树脂为基体、连续玻璃纤维为增强体、耐高温磁粉掺杂炭黑（CB）为吸收剂,采用预浸料-热压工艺制备了吸收剂配料比不同和填料比不同的PI树脂基结构吸波复合材料层合板,测试并探究了不同CB质量分数和不同填料比对复合材料吸波性能与力学性能的影响。结果表明,当树脂和填料比为1∶1、CB质量分数为3.0%时,复合材料在常温和高温下的吸波性能最好,不超过﹣10.000 dB时的有效带宽分别为3.030 GHz和1.690 GHz;添加一定量的CB可以提高复合材料的吸波性能和力学性能,但过多的CB对复合材料性能的提升作用很小甚至有所减弱;当CB质量分数为5.0%时,复合材料在350℃下的高温弯曲强度保持率为65.8%、层间剪切强度保持率为65.3%,具有较好的耐热性能和力学性能。     

静电纺丝法制备PEO/Fe_3O_4磁性纳米纤维

以聚氧化乙烯(PEO)为聚合物纺丝原料、卵蛋白粉(LDB)为分散剂,通过静电纺丝技术制备一系列不同四氧化三铁(Fe_3O_4)含量的Fe_3O_4/PEO复合纳米材料。经傅里叶红外光谱仪测试,显示纳米复合材料中存在Fe_3O_4。采用数显黏度计、导电率仪和扫描电子显微镜对制备的复合纳米材料的形态及物相组成进行表征,并分析了Fe_3O_4的加入对复合纳米材料可纺性的影响。结果表明,PEO与Fe_3O_4比例为10∶3时,复合纳米材料的可纺性最好,纤维平均直径达110 nm。     

基于CuS/RGO@CNF复合材料的柔性超疏水吸波纺织品的制备和性能北大核心

采用低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)为黏结剂,利用纳米硫化铜/还原氧化石墨烯@纤维素纳米纤维(CuS/RGO@CNF)三元复合材料在棉织物上构筑表面粗糙结构,制备了柔性超疏水吸波纺织品。对整理织物的微观形貌和结构进行了表征,研究了整理织物的吸波性能和超疏水性能。结果表明,与纳米CuS、CuS/RGO复合材料相比,CuS/RGO@CNF复合材料具备微观多孔结构,呈现优异的微波吸收性能,最小反射损耗为-49.71 dB,整理的织物在频率为11.46 GHz时最小反射损耗可达到-32.4 dB,水滴接触角达到155.3°,具有优异的吸波、超疏水、防污及自清洁性能。     

绒面吸波织物的制备及其吸波性能

为开发柔性宽频吸波面料,利用绒面立体结构织物作为吸波面料的基布,分别以乙炔炭黑和铁硅铝作为吸波剂制备了新型的绒面吸波功能面料。研究结果表明：绒面织物经过吸波剂浸渍整理后,具有质量轻、手感柔软、吸波性能良好的特点;绒面长度为3 cm时,采用乙炔炭黑浸渍的绒面织物的吸波性能优于铁硅铝浸渍的绒面织物;当织物绒毛长度控制在1 -2cm时,经过乙炔炭黑浸渍整理后,小于-6GHz的有效吸波频带宽度达13.5 GHz,吸波峰值达-28 dB。     

磁性Fe_3O_4/壳聚糖复合微球的制备及其对苹果汁有机酸的吸附

为分离苹果汁中的有机酸,采用反相悬浮交联法制备磁性Fe_3O_4/壳聚糖复合微球。利用扫描电子显微镜、激光粒度仪、X射线衍射仪、超导量子干涉磁测量系统等对复合微球进行表征。同时测定了特定磁场条件下复合微球在不同时间、不同pH值下的回收率以及对苹果汁中有机酸的重复吸附性能。结果表明:制备的微球呈规则球形,分散性良好,粒径范围22～158μm;Fe_3O_4纳米颗粒约占复合微球总质量的38.66%,壳聚糖包埋过程并没有改变Fe_3O_4的尖晶石结构;复合微球饱和磁化强度35.98 emu/g,磁场作用下2 min回收率可达99.99%以上;连续3次吸附苹果汁中有机酸,平衡吸附量仍可达到109.92 mg/g,有机酸回收率86.86%。综上,壳聚糖与Fe_3O_4纳米颗粒相结合制备的磁性Fe_3O_4/壳聚糖复合微球磁响应强、回收率高,对苹果汁中有机酸具有良好的吸附性能,环保高效,可反复使用。     

利用纳米Fe_3O_4快速回收单细胞微藻

分别通过提高反应液中Fe2+的比例、增加氨水浓度和降低反应温度三个方面对制备Fe_3O_4纳米粒子的共沉淀法进行改进,并通过改进的方法成功制备了Fe_3O_4纳米粒子。经扫描电镜、粉末X射线衍射和红外光谱表征,该Fe_3O_4纳米粒子近球形,直径约10~50 nm,为反类晶石的纯相。利用Fe_3O_4纳米粒子对单细胞塔胞藻进行磁回收,当塔胞藻细胞量为5×10~6个/m L×5 m L时,4 mg Fe_3O_4纳米粒子在40 s内便能捕获98.8%的藻细胞,酸性条件有利于藻细胞的回收。     

Fe3O4/C微粒模拟过氧化物酶活性的研究

合成一种表面官能团为碳修饰的磁性材料模拟酶Fe_3O_4/C并进行表征和催化性能研究。Fe_3O_4/C对H_2O_2氧化后与四甲基联苯胺表现出良好的催化活性。Fe_3O_4/C与天然过氧化物酶相似,其催化特性受温度、浓度和时间的影响。试验结果表明,在温度为30 ℃、H_2O_2的浓度为0.01 mol/L和反应时间为20 min时可获得最大的催化效果。该类型纳米模拟酶相比于天然活性酶将会被广泛应用于催化和分析等领域。     

Fe_3O_4@Au模拟酶快速检测亚硫酸盐的研究

以水热法合成磁性Fe_3O_4微粒,通过对其表面氨基化修饰与金纳米粒子自组装方法构建金磁微粒(Fe_3O_4@Au),并表征其性能。Fe_3O_4@Au纳米微粒能够有效地催化过氧化氢氧化底物2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS),产生颜色变化。利用亚硫酸根离子具有较强的还原性,可使氧化的显绿色的ABTS+褪色为ABTS的原理,建立一种亚硫酸根的快速比色检测方法,优化检测体系,分析其回收率和选择性。结果表明,氨基化的Fe_3O_4纳米粒子可以有效固载金纳米粒子,金磁微粒饱和磁化强度为43emu/g。检测体系最优条件为:H_2O_2浓度0.1mol/L,催化温度70℃,反应时间60s。在优化条件下,亚硫酸根浓度在0.0001～0.02mol/L范围内具有良好的线性关系,线性相关系数R~2值为0.9872,检测限为1.47μmol/L,样品回收率为95.26%～110%,选择性良好。该研究对食品中亚硫酸盐的检测具有潜在的应用价值。     

纸基吸波材料的制备及其电磁性能探究

通过造纸法制备了一种可用于制备吸波蜂窝的纸基吸波材料,分别选用短切碳纤维(CF)、短切碳化硅纤维(SCF)和碳纳米管(CNT)作为吸波剂,对位芳纶浆粕(PPTA)作为基体,对比了不同吸波剂及其用量对纸基吸波材料电磁参数及吸波性能的影响。结果显示,吸波剂用量(对绝干基的质量分数)在0.1%~50%的范围内,SCF-PPTA纸基吸波材料的复介电常数实部小于CF-PPTA和CNT-PPTA纸基吸波材料的。当吸波剂用量大于3%时,CNT-PPTA纸基吸波材料的介电损耗大于另外2种材料的。当吸波剂用量分别为1%、20%和3%时,对应CF-PPTA、SCF-PPTA和CNT-PPTA纸基吸波材料的反射率最低分别可达-15.08、-28.49和-13.69d B,此时纸基吸波材料对应的厚度分别为2.45、4.35和2.98 mm。