碳納米管功能復合材料的構筑及電磁性能研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)自發(fā)現(xiàn)以來，其獨特的管狀結構和良好的物理化學性能成為人們研究的熱點。CNTs的一維結構使它成為最好的組裝模板，CNTs被組裝后，可以賦予CNTs新的光、電、磁性能。CNTs的磁性和電性能較弱，將CNTs與電、磁性能較強的無機納米材料有機地結合可組裝出具有較強電、磁特性的CNTs復合材料。這種納米復合材料在電子納米器件、高密度磁性記錄材料、吸波材料等眾多領域具有巨大的應用前景。本文采用了濕化學法成功制備了CNTs納米復

2、合材料，并對其結構、性能進行了系統(tǒng)的表征，深入研究了復合材料的電性能和磁性能。
　　 首次采用醇熱法在經(jīng)陽離子表面活性劑聚乙烯亞胺(PEI)改性的多壁碳納米管(MWCNTs)表面組裝了四氧化三鐵(Fe3O4)納米微球，得到了Fe3O4/MWCNTs磁性納米復合材料。對復合材料用X射線衍射(X-ray diffraction analysis,XRD),透射電子顯微鏡(transmission electron microscop

3、y,TEM)，傅里葉變換紅外光譜(fourier transform spectroscopy,FTIR),振動樣品磁強計(vibrating sample magnetometer,VSM)等方法進行表征，結果表明：Fe3O4納米微球包覆在MWCNTs表面，粒徑在50～200nm，復合材料表現(xiàn)出較強的磁性，飽和磁化強度達到61.8emu·g-1，矯頑力為83 Oe。此外MWCNTs其獨特的結構得到保護，所制備的復合材料電性能較MWCN

4、Ts有明顯提高。
　　 采用醇熱法制備了錳鋅鐵氧體(Mn1-xZnxFe2O4)微球包覆的MWCNTs磁性復合材料。采用XRD, TEM，高分辨透射電子顯微鏡(high-solution transmission electron microscope,HRTEM)，選區(qū)電子衍射(selected area electron diffration SAED)，掃描電子顯微鏡(scanning electron microscop

5、e,SEM)，VSM對制備的復合材料進行表征，結果表明：采用醇熱法制備的Mn1-xZnxFe2O4/MWCNTs復合材料晶相純，無任何雜質(zhì)相存在，大量Mn1-xZnxFe2O4納米微球包覆在MWCNTs表面，觀察表明這些微球是由許多Mn1-xZnxFe2O4納米晶粒定向聚集而成。制得的復合材料具有良好的磁性能，當Mn1-xZnxFe2O4/MWCNTs(x=0.4)時復合材料的飽和磁化強度為55.6emu·g-1。同時復合材料制備的反應

6、機理進行了探討。
　　 采用原位共沉淀法制備了立方和菱形晶系氧化銦錫(ITO)包覆的MWCNTs納米復合材料，對復合材料用XRD,TEM,HRTEM，SAED等進行表征，結果表明：ITO納米晶粒包覆在MWCNTs表面。通過調(diào)節(jié)共沉淀反應的pH值以及煅燒溫度，實現(xiàn)了ITO從菱形晶相向立方晶相的可控轉變。當SnO2的摻雜量達到12.5wt％時復合材料的電導率達到最大，當碳納米管分別包覆了菱形和立方ITO之后其電導率有明顯提高，達到0