四氧化三铁及其复合纳米结构的电磁响应特性

论文摘要

磁性纳米材料因其特有的物理化学性质,如量子尺寸效应、介观效应以及量子隧道效应受到广泛关注。四氧化三铁纳米材料是一种重要的磁性纳米材料,四氧化三铁纳米材料在生物医学、气体传感、光催化、光调制、磁性存储方面都有极其重要的应用。本文重点研究了四氧化三铁纳米材料的电磁波吸收响应特性,主要研究内容包括三个方面：1、不同形貌的四氧化三铁多孔纳米颗粒的可控性制备及其电磁波响应特性。通过调整添加剂和反应温度,利用水热法制备出球形、立方形、核桃形三种不同形貌的多孔四氧化三铁纳米颗粒；利用SEM、TEM、XRD、XPS等检测手段对三种纳米材料的形貌和结构进行了表征和测定；测试三种纳米材料的电磁波吸收特性,利用不同形貌多孔四氧化三铁纳米颗粒制备的薄膜,涂层厚度从2 mm到5 mm对频率为2～18GHz的电磁波吸收效果良好,电磁波衰减均超过-10 dB。2、四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒可控性制备及其电磁波响应特性。利用水热法制备β-FeOOH纳米棒,然后在乙二胺水溶液和Zn（AC）2水溶液中进行处理后,再通过水热法制备Fe2O3/ZnO核壳纳米棒,最后将Fe2O3/ZnO核壳纳米棒H2中退火,得到四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒；利用SEM、TEM、XRD、XPS等检测手段对该复合材料的形貌和结构进行了表征和测定；测试四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒的电磁波吸收特性,将制备的四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒与石蜡混合制备含50 wt%四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒的吸波涂层；当吸波涂层厚度为1.5 mm时,吸收强度达到-25 dB以下；当厚度为2 mm时,其吸收强度均达到了-35 dB以下。3、四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管可控性制备及其电磁波响应特性。利用水热法制备Fe203纳米管,然后向Fe2O3纳米棒混合液体中滴加硫酸钛溶液,制备Fe2O3/TiO2核壳纳米管,最后将Fe2O3/TiO2核壳纳米管H2中退火,得到四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管；用SEM、TEM、XRD、XPS等检测手段对该复合材料的形貌和结构进行了表征和测定；测试四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管的电磁波吸收特性,将四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管制备50 wt%四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管—石蜡复合薄膜材料,涂层厚度从2 mm到5 mm对频率为2-18 GHz的电磁波吸收效果良好,电磁波衰减均超过-10 dB。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 新型电磁波吸收材料
• 1.1.1 零维电磁波吸收材料
• 1.1.2 一维电磁波吸收材料
• 1.1.3 复合纳米材料的电磁波吸收特性
• 1.2 四氧化三铁纳米材料
• 1.2.1 四氧化三铁纳米材料在生物医药方面的应用
• 1.2.2 四氧化三铁纳米材料在气体传感方面的应用
• 1.2.3 四氧化三铁纳米材料在光学方面的应用
• 1.3 四氧化三铁纳米材料及其复合结构的电磁波吸收特性
• 1.4 本文研究的内容
• 第2章 零维四氧化三铁的可控制备与电磁响应特性
• 2.1 不同形貌的多孔四氧化三铁纳米颗粒的可控制备
• 2.1.1 球形多孔四氧化三铁纳米颗粒的可控制备
• 2.1.2 立方形多孔四氧化三铁纳米颗粒的可控制备
• 2.1.3 核桃形多孔四氧化三铁纳米颗粒的可控制备
• 2.2 不同形貌的多孔四氧化三铁纳米颗粒的表征
• 2.2.1 球形三氧化二铁纳米颗粒的表征
• 2.2.2 立方形三氧化二铁纳米颗粒的表征
• 2.2.3 核桃形三氧化二铁纳米颗粒的表征
• 2.2.4 多孔四氧化三铁纳米颗粒的表征
• 2.3 多孔四氧化三铁纳米颗粒的电磁波响应特性
• 2.4 小结
• 第3章 四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒的制备与电磁响应特性
• 3.1 四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒的制备
• 3.2 四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒的表征
• 3.2.1 三氧化二铁/氧化锌核壳纳米棒的表征
• 3.2.2 四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒的表征
• 3.3 四氧化三铁/氧化锌核壳纳米棒的电磁波响应特性
• 3.4 小结
• 第4章 四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管的制备与电磁响应特性
• 4.1 四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管的制备
• 4.2 四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管的表征
• 4.2.1 三氧化二铁纳米管的表征
• 4.2.2 三氧化二铁/二氧化钛核壳纳米管的表征
• 4.2.3 四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管的表征
• 4.3 四氧化三铁/二氧化钛核壳纳米管的电磁波吸收特性
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢