孙根班:磁性金属及合金/石墨烯复合纳米结构组装及其电磁性能论文

孙根班:磁性金属及合金/石墨烯复合纳米结构组装及其电磁性能论文

本文主要研究内容

作者孙根班(2019)在《磁性金属及合金/石墨烯复合纳米结构组装及其电磁性能》一文中研究指出:石墨烯因其比表面积大、导电导热性能优越、磁学和力学性质良好而成为一类极具发展潜力的二维材料,受到广泛关注。同时,磁性金属及合金纳米团簇由于其金属性和磁性而具有性能优越的电导性质和磁学性质,在微波吸收和屏蔽方面具有应用潜力,受到了研究者的青睐。众所周知,材料的组分构成、物相、形态和形貌与其性质相关。因此研究开发相对简捷的制备途径及普适的制备策略极为关键。本论文设计了一步液相法,在相似的反应体系中,一锅煮、简单高效地制备了具有优越电磁性能时系列石墨烯基复合纳米结构材料。研究内容主要集中在以金属有机盐为原料,低温溶液体系生成金属有机配合物中间体,于温和的条件下分解,合成了石墨烯纳米片层支撑和复合的磁性金属及合金纳米团簇吸波材料,对金属及合金纳米团簇的生成机理及其与石墨烯组装机理进行了详细地探究,对复合材料的成份、形貌、尺寸、物相结构与电磁波吸收性能之间的构效关系进行了深入地讨论,获得了吸波性能提升明显的全波段雷达波吸收材料。1.通过设计的溶液反应体系,采用低温热分解金属有机前驱体法控制合成了单分散的粒径约为3 nm的六方相金属Ni纳米团簇和立方相Ni二次球状纳米结构和花状二次纳米微球。通过微观表征可知,氧化石墨的还原是在金属Ni纳米团簇的生成过程中进行的,且石墨烯还原程度很高。通过结构表征可知石墨烯与Ni纳米团簇结合度非常高,且不存在单独的Ni纳米团簇和独立存在的石墨烯,说明石墨烯纳米片复合的Ni金属纳米团簇材料被成功合成。雷达波吸收测试可知,复合材料与相应的Ni单质纳米团簇相比,通过石墨烯纳米片复合,可以显著提升石墨烯纳米片复合的Ni金属纳米团簇(Ni/GN)的电磁波吸收性能。2.石墨烯纳米片层负载和复合的具有不同形貌和物相的Co纳米团簇可以采用Co金属有机前驱体低温液相分解途径合成。并可以通过改变反应体系的溶剂,控制反应温度,调控金属纳米团簇的尺寸、形貌和物相结构:平均粒径约为3 nm的六方相超细钴纳米颗粒和由粒径约为25 nm立方相钴纳米晶构筑的二次结构为花状的纳微结构。在Co纳米团簇的形成过程中,氧化石墨同时被还原为石墨烯,且还原程度高。电磁波吸收测试证实,六方相和立方相Co纳米团簇与石墨烯复合后,其电磁吸收性能均优于纯Co单质纳米结构材料,且由超细六方相钴纳米粒子与石墨烯复合后的电磁波吸收性能为最佳:在12 GHz频率达到最大吸收,最大吸收值为-48 dB,有效吸收频宽为9-14 GHz,该性能明显优于前人报道的结果。3.借助金属有机前驱体低温分解的途径制备了石墨烯复合的粒径约为20 nm的六方相CoNi合金纳米团簇;改变反应体系溶剂,制备了尺寸约为170nm的由粒径为20 nm立方相CoNi合金纳米团簇为组装单元的球状纳米二次结构;改变溶剂为油胺,在245℃下合成了六方相CoNi合金纳米团簇,其形貌为粒径约为120 nm的球状二次纳米球,构筑单元依然是20 nm的镍钴合金纳米粒子,并成功与石墨烯组装。此后又将该途径成功地拓展到具有单分散性质的铁镍合金纳米粒子,并实现与石墨烯组装。电磁性能测试可知,由油胺为溶剂制备的钴镍和铁镍石墨烯复合材料的电磁性能最佳,且所有复合体的电磁性能均优于单体铁镍合金纳米材料吸波性能。4.通过利用简单的溶剂热方法制备出不同组成的FeCo合金纳米团簇与石墨烯复合的电磁波吸收剂。采用改变金属有机前驱物的组成比从而可简便地获得不同比例组成的铁钴合金纳米团簇,且制备的纳米团簇具有单分散性质,其尺寸为10 nm左右。通过电磁性能测试,可知不同组分铁钴合金纳米团簇与石墨烯复合的电磁性能与铁钴的组成紧密关联。5.以石墨烯纳米片层为基底组装粒径为2.8 nm的铁酸锰纳米粒子和尺寸为6.8 nm的铁酸钴纳米晶能够通过“一锅法”完成,制备的纳米粒子具有单分散性质,且石墨烯还原程度与纳米晶复合程度较高。电磁性能测试证明,当厚度为2 mm时,MnFe204 GN纳米复合材料在11.4 GHz(中频段)的最大反射损耗为-31.5 dB;CoFe204/GN在7.1 GHz(中频段)的最大反射损耗为-22.5 dB。MnFe204和CoFe204纳米晶与石墨烯的复合纳米材料均表现出明显优于单体材料的吸波性能。

Abstract

dan mo xi yin ji bi biao mian ji da 、dao dian dao re xing neng you yue 、ci xue he li xue xing zhi liang hao er cheng wei yi lei ji ju fa zhan qian li de er wei cai liao ,shou dao an fan guan zhu 。tong shi ,ci xing jin shu ji ge jin na mi tuan cu you yu ji jin shu xing he ci xing er ju you xing neng you yue de dian dao xing zhi he ci xue xing zhi ,zai wei bo xi shou he bing bi fang mian ju you ying yong qian li ,shou dao le yan jiu zhe de qing lai 。zhong suo zhou zhi ,cai liao de zu fen gou cheng 、wu xiang 、xing tai he xing mao yu ji xing zhi xiang guan 。yin ci yan jiu kai fa xiang dui jian jie de zhi bei tu jing ji pu kuo de zhi bei ce lve ji wei guan jian 。ben lun wen she ji le yi bu ye xiang fa ,zai xiang shi de fan ying ti ji zhong ,yi guo zhu 、jian chan gao xiao de zhi bei le ju you you yue dian ci xing neng shi ji lie dan mo xi ji fu ge na mi jie gou cai liao 。yan jiu nei rong zhu yao ji zhong zai yi jin shu you ji yan wei yuan liao ,di wen rong ye ti ji sheng cheng jin shu you ji pei ge wu zhong jian ti ,yu wen he de tiao jian xia fen jie ,ge cheng le dan mo xi na mi pian ceng zhi cheng he fu ge de ci xing jin shu ji ge jin na mi tuan cu xi bo cai liao ,dui jin shu ji ge jin na mi tuan cu de sheng cheng ji li ji ji yu dan mo xi zu zhuang ji li jin hang le xiang xi de tan jiu ,dui fu ge cai liao de cheng fen 、xing mao 、che cun 、wu xiang jie gou yu dian ci bo xi shou xing neng zhi jian de gou xiao guan ji jin hang le shen ru de tao lun ,huo de le xi bo xing neng di sheng ming xian de quan bo duan lei da bo xi shou cai liao 。1.tong guo she ji de rong ye fan ying ti ji ,cai yong di wen re fen jie jin shu you ji qian qu ti fa kong zhi ge cheng le chan fen san de li jing yao wei 3 nmde liu fang xiang jin shu Nina mi tuan cu he li fang xiang Nier ci qiu zhuang na mi jie gou he hua zhuang er ci na mi wei qiu 。tong guo wei guan biao zheng ke zhi ,yang hua dan mo de hai yuan shi zai jin shu Nina mi tuan cu de sheng cheng guo cheng zhong jin hang de ,ju dan mo xi hai yuan cheng du hen gao 。tong guo jie gou biao zheng ke zhi dan mo xi yu Nina mi tuan cu jie ge du fei chang gao ,ju bu cun zai chan du de Nina mi tuan cu he du li cun zai de dan mo xi ,shui ming dan mo xi na mi pian fu ge de Nijin shu na mi tuan cu cai liao bei cheng gong ge cheng 。lei da bo xi shou ce shi ke zhi ,fu ge cai liao yu xiang ying de Nichan zhi na mi tuan cu xiang bi ,tong guo dan mo xi na mi pian fu ge ,ke yi xian zhe di sheng dan mo xi na mi pian fu ge de Nijin shu na mi tuan cu (Ni/GN)de dian ci bo xi shou xing neng 。2.dan mo xi na mi pian ceng fu zai he fu ge de ju you bu tong xing mao he wu xiang de Cona mi tuan cu ke yi cai yong Cojin shu you ji qian qu ti di wen ye xiang fen jie tu jing ge cheng 。bing ke yi tong guo gai bian fan ying ti ji de rong ji ,kong zhi fan ying wen du ,diao kong jin shu na mi tuan cu de che cun 、xing mao he wu xiang jie gou :ping jun li jing yao wei 3 nmde liu fang xiang chao xi gu na mi ke li he you li jing yao wei 25 nmli fang xiang gu na mi jing gou zhu de er ci jie gou wei hua zhuang de na wei jie gou 。zai Cona mi tuan cu de xing cheng guo cheng zhong ,yang hua dan mo tong shi bei hai yuan wei dan mo xi ,ju hai yuan cheng du gao 。dian ci bo xi shou ce shi zheng shi ,liu fang xiang he li fang xiang Cona mi tuan cu yu dan mo xi fu ge hou ,ji dian ci xi shou xing neng jun you yu chun Cochan zhi na mi jie gou cai liao ,ju you chao xi liu fang xiang gu na mi li zi yu dan mo xi fu ge hou de dian ci bo xi shou xing neng wei zui jia :zai 12 GHzpin lv da dao zui da xi shou ,zui da xi shou zhi wei -48 dB,you xiao xi shou pin kuan wei 9-14 GHz,gai xing neng ming xian you yu qian ren bao dao de jie guo 。3.jie zhu jin shu you ji qian qu ti di wen fen jie de tu jing zhi bei le dan mo xi fu ge de li jing yao wei 20 nmde liu fang xiang CoNige jin na mi tuan cu ;gai bian fan ying ti ji rong ji ,zhi bei le che cun yao wei 170nmde you li jing wei 20 nmli fang xiang CoNige jin na mi tuan cu wei zu zhuang chan yuan de qiu zhuang na mi er ci jie gou ;gai bian rong ji wei you an ,zai 245℃xia ge cheng le liu fang xiang CoNige jin na mi tuan cu ,ji xing mao wei li jing yao wei 120 nmde qiu zhuang er ci na mi qiu ,gou zhu chan yuan yi ran shi 20 nmde nie gu ge jin na mi li zi ,bing cheng gong yu dan mo xi zu zhuang 。ci hou you jiang gai tu jing cheng gong de ta zhan dao ju you chan fen san xing zhi de tie nie ge jin na mi li zi ,bing shi xian yu dan mo xi zu zhuang 。dian ci xing neng ce shi ke zhi ,you you an wei rong ji zhi bei de gu nie he tie nie dan mo xi fu ge cai liao de dian ci xing neng zui jia ,ju suo you fu ge ti de dian ci xing neng jun you yu chan ti tie nie ge jin na mi cai liao xi bo xing neng 。4.tong guo li yong jian chan de rong ji re fang fa zhi bei chu bu tong zu cheng de FeCoge jin na mi tuan cu yu dan mo xi fu ge de dian ci bo xi shou ji 。cai yong gai bian jin shu you ji qian qu wu de zu cheng bi cong er ke jian bian de huo de bu tong bi li zu cheng de tie gu ge jin na mi tuan cu ,ju zhi bei de na mi tuan cu ju you chan fen san xing zhi ,ji che cun wei 10 nmzuo you 。tong guo dian ci xing neng ce shi ,ke zhi bu tong zu fen tie gu ge jin na mi tuan cu yu dan mo xi fu ge de dian ci xing neng yu tie gu de zu cheng jin mi guan lian 。5.yi dan mo xi na mi pian ceng wei ji de zu zhuang li jing wei 2.8 nmde tie suan meng na mi li zi he che cun wei 6.8 nmde tie suan gu na mi jing neng gou tong guo “yi guo fa ”wan cheng ,zhi bei de na mi li zi ju you chan fen san xing zhi ,ju dan mo xi hai yuan cheng du yu na mi jing fu ge cheng du jiao gao 。dian ci xing neng ce shi zheng ming ,dang hou du wei 2 mmshi ,MnFe204 GNna mi fu ge cai liao zai 11.4 GHz(zhong pin duan )de zui da fan she sun hao wei -31.5 dB;CoFe204/GNzai 7.1 GHz(zhong pin duan )de zui da fan she sun hao wei -22.5 dB。MnFe204he CoFe204na mi jing yu dan mo xi de fu ge na mi cai liao jun biao xian chu ming xian you yu chan ti cai liao de xi bo xing neng 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自北京科技大学的孙根班,发表于刊物北京科技大学2019-01-16论文,是一篇关于纳米团簇论文,电磁性能论文,金属论文,合金论文,石墨烯纳米复合材料论文,北京科技大学2019-01-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京科技大学2019-01-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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