丝瓜络衍生碳纤维基复合材料的电磁波吸收性能

为解决当前多孔磁性碳基吸波材料制备工艺繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出基于多孔生物质源衍生的绿色环保策略。以高孔隙丝瓜络为前驱体,Co²⁺为金属源,二甲基咪唑为配体,经配位自组装获得丝瓜络/金属有机骨架结构复合材料,并经高温煅烧得到碳纤维基钴/碳(LS-Co/C)复合材料。结果表明：在800℃煅烧后,LS-Co/C展现了优异的吸波性能,厚度为1.5 mm时有效吸收带宽为5.2 GHz (12.8～18.0 GHz),其良好的吸波特性得益于错综复杂的三维多孔网络结构为电磁波提供了适宜的损耗空间,在电磁场作用下产生感应电流,并在碳纤维导电网络中快速衰减,同时钴/碳复合材料与碳纤维形成的多重界面极化助力电磁波进一步衰减。该研究将为新型多孔磁性碳基吸波材料的设计开发提供策略。     

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。     

钴/碳纤维复合材料的制备及其吸波性能

为解决碳纤维基吸波材料制备方法繁杂、能耗高的问题,以棉纤维为原料,Co2+为金属源,2-甲基咪唑为配体,经配位自组装获得棉纤维表面均匀负载的ZIF-67,复合材料经惰性气氛下高温煅烧得到钴/碳纤维复合材料.结果 表明:随煅烧温度升高,钴纳米粒子结晶度更高,材料的矫顽力和饱和磁化强度增强,铁磁特性明显;煅烧温度有助于碳组...     

磁性颗粒/碳纤维轻质柔软复合材料制备及其吸波性能

为开发兼具电损耗和磁损耗的新型轻质柔软吸波复合材料,采用聚丙烯腈(PAN)基预氧丝毡浸渍金属盐溶液,经高温处理工艺制备了磁性颗粒/碳纤维轻质柔软复合材料。通过弓形法吸波测试、X射线衍射、X射线能谱分析、扫描电子显微镜观察等方法对材料性能进行表征和分析。结果表明:所制备的复合材料由碳纤维和具有磁损耗性能的Fe—Co—Ni、Fe₃O₄、Fe—Ni、Fe—Co等颗粒组成,磁性颗粒沿着纤维轴向均匀分布,电损耗与磁损耗间的协同作用使磁性颗粒/碳纤维复合材料表现出优异的吸波性能。当处理温度为650 ℃和700 ℃时,试样电磁波发射损耗小于-5 dB的吸收波段分别为8.6~18 GHz和10~18 GHz,电磁波反射损耗小于-10 dB的吸收波段分别为13.9~18 GHz和14~18 GHz。结果表明,过高或过低的处理温度会降低材料电磁波损耗,通过调节处理温度可控制材料的吸波性能。     

MOFs衍生碳基复合吸波材料的研究进展

电磁吸波材料对于防护电磁辐射危害是极为有效的一种手段,吸波材料所具有的吸波性能对军用和民用都有重大意义。Metal-organic frameworks(MOFs)衍生碳基复合材料是一种新型吸波材料,具有合成工艺简单、热稳定性好、比表面积大、孔隙率高等优点。本文简要介绍电磁吸波机理,综述碳基复合吸波材料研究现状,分析MOFs衍生碳基复合材料在电磁吸波领域研究进展,展望MOFs衍生碳基复合吸波材料未来发展前景。     

涂层层数对镍粉/石墨基复合材料介电性能和吸波性能的影响

为了解制备工艺对涂覆型吸波材料性能的影响,实验研究涂层层数对镍粉/石墨基复合材料的介电性能及吸波性能的影响机制。选用PU2540型聚氨酯为黏结剂,镍粉、石墨为功能粒子,涤/棉平纹织物为基布,采用纺织涂层(刮涂法)工艺制备了涂层层数不同的镍粉/石墨基涂层复合材料。测试该复合材料的介电常数(实部、虚部、损耗角正切值)和反射损耗,分析涂层层数对复合材料介电性能和吸波性能的影响。结果表明：在测试频率1～1000 MHz范围内,3层的镍粉/石墨基复合材料对电磁波的极化能力、损耗能力及耦合能力最强;在测试频率10～3000 MHz范围内,涂层层数2层的复合材料的吸波性能最好,反射损耗最小峰值为-26.460 dB;3种涂层层数不同的复合材料在不同频段表现出不同的吸波特性。所得结果可为开发经济实用的吸波材料提供理论参考。     

二维碳化物在柔性电磁吸波领域的研究进展

针对传统电磁屏蔽材料因反射电磁波导致二次污染,现有吸波材料厚重、易腐蚀、柔韧性差、吸波频带窄等问题,归纳总结了新型二维过渡金属碳/氮化合物(MXene)及其柔性复合材料在吸波领域的应用研究。分析了MXene所具有的本征缺陷、官能团、高导电率、大的比表面积对吸波性能的影响,提炼出MXene及其柔性复合材料的吸波机制。指出MXene及其柔性复合材料可以通过改变化合物结构和形态结构、层层自组装、复合改性等方法,制备以吸收电磁波为主的电磁屏蔽材料,为新一代轻质超薄、柔性宽频、吸收型电磁屏蔽材料的发展及其在便携可穿戴电子设备上的应用提供了研究方向。     

Ce-Fe-AC复合材料的制备及降解阳离子染料的性能

利用稀土铈(Ce)、硫酸亚铁和活性炭(AC)制备了Ce-Fe-AC复合材料,并利用该材料的铁碳微电解和类芬顿作用实现对阳离子蓝X-GRL的降解.当Fe/AC质量比为2:1,Ce质量分数为10％,制备溶液pH为9时,得到的复合材料性能最优.投加2.0 g/L的Ce-Fe-AC复合材料对初始质量浓度为20 mg/L、初始p...     

三维石墨烯多孔复合材料的吸波性能及研究进展

新型吸波剂对于雷达隐身和人体防护具有重要意义,石墨烯作为新型碳材料,因其密度小、导电性好、比表面积大等优良特性被认为在吸波领域具有良好的发展前景。但石墨烯的阻抗匹配较差且容易发生团聚,所以不宜单独作为吸波剂使用。为更加充分地发挥石墨烯的性能优势,将其与其他导电聚合物或磁性材料等复合,是增强吸波能力的一种有效途径。此外,将二维结构的石墨烯改造成三维多孔结构,不仅能达到良好的吸波效果,还能使材料更加轻质柔韧,填充量更低。首先,探讨了三维石墨烯材料的制备方法;其次,论述了三维石墨烯/聚苯胺吸波材料、三维石墨烯/聚吡咯吸波材料、三维磁性石墨烯吸波材料、三维石墨烯其他复合材料的研究进展;最后,总结了三维石墨烯吸波材料面临的问题及今后的发展方向。     

磁损耗型吸波材料的发展现状

基于单一磁损耗型吸波材料存在密度大、吸收频带窄、阻抗匹配差等问题,文章介绍了磁性材料吸波机理及分类情况,简述了近年来磁性材料的国内外研究进展,并对其复合材料的制备方法进行归纳.通过将磁性材料与介电型吸波材料复合、调控磁性吸波复合材料结构、在磁性吸波材料表面涂覆包覆层、以其他金属部分取代铁氧体金属离子等方法,均能有效地提...     

丝瓜络基碳材料的电磁波吸收性能

为开发具有电磁损耗的新型纤维状电磁波吸收材料,采用天然丝瓜络作为碳质纤维的基材,通过原位杂化将Fe₃O₄负载到纤维的表面和内部孔隙中。借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、磁滞回线和电磁参数分析等对材料的结构和性能进行表征。结果表明:丝瓜络基碳材料具有特殊的中空结构,生成的Fe₃O₄颗粒在纤维表面和内部孔隙中均匀分布,介电损耗、磁损耗和纤维结构间的协同作用增强了材料的电磁波损耗;当FeCl₃浓度为2 mol/L,处理温度为700 ℃时,在2~18 GHz范围内,厚度为3 mm的试样在9.97 GHz处的电磁波损耗达到了-24.37 dB,在7.33~10.33 GHz频段内电磁波损耗小于-10 dB。丝瓜纤维通过合适的炭化及磁性颗粒负载工艺,可制备出性能优异的电磁波吸收材料。     

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...     

磁性氧化石墨烯/聚丙烯胺盐酸盐微胶囊在染料吸附中的应用

针对染整过程中产生的废水量较大,对环境造成污染的问题,通过层层自组装(LBL)的方法,利用带有相反电荷的四氧化三铁-氧化石墨烯(Fe₃O₄-GO)和聚丙烯胺盐酸盐(PAH)制备磁性微胶囊,用于染色废水的吸附研究。分析了Fe₃O₄-GO及(PAH/Fe₃O₄-GO)_n微胶囊的形貌与化学结构。考察了(PAH/Fe₃O₄-GO)₂微胶囊对阳离子染料亚甲基蓝的吸附行为及吸附机制。结果表明:当染料的质量浓度为0.2~3.0 mg/mL时,(PAH/Fe₃O₄-GO)₂微胶囊对染料的吸附在20 min内可达到最大吸附量;在25 ℃,pH=12条件下,(PAH/Fe₃O₄-GO)₂对染料的吸附率可达96.5%;Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型能更好地描述(PAH/Fe₃O₄-GO)₂微胶囊对亚甲基蓝的吸附过程,计算得到理论最大吸附量为219.996 mg/g。     

壳聚糖涂覆磁性纳米颗粒对纤维素酶的固定化

设计具有高稳定性、选择性的酶-载体复合物是固定化酶领域的研究重点。本研究以环氧氯丙烷作为表面活性剂,通过沉淀法制备磁性纳米颗粒并涂覆壳聚糖,用以固定化纤维素酶。通过SEM扫描电镜、VSM磁强计、FTIR红外光谱对 Fe₃O₄-壳聚糖磁性纳米颗粒进行表征,并研究其固定化纤维酶的表征及酶学性质。结果表明,制备的磁性纳米颗粒晶形完整,纤维素酶有效固定在Fe₃O₄-壳聚糖载体表面;固定化纤维素酶比游离纤维素酶具有更好的酸碱稳定性和热稳定性。固定化纤维素酶在pH 2~9范围内均有较好的活性,并且置于60和70 ℃条件下4 h后,仍然能保持将近50％的活性,经10次循环利用后,固定化纤维素酶仍然保持在52.6%的活性,说明Fe₃O₄-壳聚糖可作为固定纤维素酶的有效载体,为固定化酶的进一步应用提供了参考。     

碳纳米管基吸波复合材料的制备及其在纺织领域的应用研究进展

为有效解决碳纳米管在电磁吸波领域存在磁损耗性能弱和阻抗不匹配的问题,综述了近期国内外碳纳米管和磁性金属类复合材料电磁波吸收性能的最新研究进展.首先介绍了碳纳米管的吸波机制;其次围绕碳纳米管进行分析,详细总结了碳纳米管和磁性金属及其金属化合物复合材料的制备方法、影响因素、吸波机制和吸波效果,同时阐述了其在纺织领域的制备及...     

聚乳酸/壳聚糖/Fe3O4超细纤维膜对酸性蓝MTR的吸附性能及机制

为制备易回收、可生物降解的染料吸附材料,将聚乳酸(PLA)、壳聚糖(CS)和四氧化三铁(Fe₃O₄)共混溶于三氟乙酸(TFA)溶液中,通过静电纺丝技术制备得到PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜,研究了PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜的表面形貌、孔隙结构、表面元素及其对酸性蓝MTR的吸附动力学和吸附机制。结果表明:PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维内外均有孔隙结构,纤维的直径为(158±81) nm,比表面积为14.7 m ²/g,平均孔径为15.6 nm,且共混静电纺丝并未改变CS中C—NH₂和Fe₃O₄中Fe元素的化学状态;PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜对酸性蓝MTR的平衡吸附量为156 mg/g,吸附动力学实验数据与Lagergren准二级吸附动力学模型吻合较好,表现为化学吸附机制。     

金磁微粒模拟酶电化学增强体系快速检测尿酸的含量

本文通过自组装方法合成金磁微粒（Fe₃O₄@Au）,并利用透射电子扫描电镜（TEM）对其结构和形貌进行表征。基于金磁微粒催化H₂O₂氧化分解体系,构建快速、灵敏、低成本的新型电化学传感器。研究结果表明,氨基化的Fe₃O₄可以有效固载金纳米粒子。检测最佳体系组合为:温度为60 ℃,金磁微粒添加量为1.20 mg/mL,扫描速率为0.1 V/s,缓冲溶液pH=5.5;在最佳试验条件下,所构建的尿酸传感器具有较高的灵敏度,在尿酸浓度为0.1~10 mmol/L范围内提供良好的线性电化学响应,线性方程为:y=13.267x+6.044,决定系数R2为0.9952,最低检出限为0.087 μmol/L;对现有市售新鲜牛奶进行加标回收试验,加标回收率在97.9%~110.2%以上。因此,该方法对检测尿酸具有潜在的应用价值。