苏婷婷:不同形貌二氧化锰纳米材料的制备及吸波性能研究论文

苏婷婷:不同形貌二氧化锰纳米材料的制备及吸波性能研究论文

本文主要研究内容

作者苏婷婷(2019)在《不同形貌二氧化锰纳米材料的制备及吸波性能研究》一文中研究指出:随着电子信息技术的飞速发展,各类电子仪器设备和小型易携带的电子产品逐渐渗入到我们生活的方方面面,由此带来的电磁污染和电磁干扰问题也日益突出。因此,开发出具有质量轻、涂层薄、吸收能力强、吸收频带宽以及制备工艺简单,成本低廉的吸波材料迫在眉睫。本文以水热法为主,通过改变实验原料和制备工艺获得了一维棒状(α-MnO2,β-MnO2)、三维核壳结构(δ-MnO2,α-MnO2,δ/α双相复合MnO2)以及三维中空多孔结构(γ-MnO2)的MnO2纳米材料。并进一步分别研究了其电磁波吸收性能,探讨了 MnO2纳米材料的结构-吸波性能关系,揭示了不同晶型和形貌的MnO2纳米材料的电磁波吸收机制。具体内容如下:(1)以KMnO4和MnSO4·H2O为原料,通过简单的水热法,在不同温度下获得了三种不同晶型和尺寸大小的一维棒状纳米MnO2,并进一步探究了其吸波性能。研究结果表明,一维棒状结构的β-MnO2的吸波性能明显优于α-MnO2,且样品的结晶度越高性能越好。220 ℃制备的β-MnO2表现出了最佳的吸波性能,在14.7 GHz,涂层厚度为1.5 mm时,其最小反射损耗为-25.5 dB,有效吸波频宽可达5.0 GHz(13~18.0 GHz)。(2)以KMnO4和稀HCl为原料,在不同水热温度下反应1 h后得到三种不同形貌的3D核壳结构MnO2纳米材料。通过分析三种MnO2的生长机理发现分层导向的依附生长机制及奥斯特瓦尔德熟化过程对MnO2纳米材料3D结构的形成和晶型转变的重要意义。通过研究其电磁波吸收性能,发现150℃时合成的以δ-MnO2微球片为内核,α-MnO2纳米棒为外壳的双相核壳结构复合材料展示出了优异的微波吸收性能,在涂层厚度为3.9 mm,测试频率为4.5 GHz时其最小反射损耗为-45.2 dB。该复合材料优异的微波吸收特性归因于双相核壳异质结构的良好的阻抗匹配特性以及δ-MnO2微球与α-MnO2纳米棒之间强烈的界面极化。(3)以MnSO4·H2O和NH4HCO3为原料,通过两步实验法得到了由片层颗粒堆积的三维中空多孔结构的γ-MnO2纳米微球。通过分析其中空多孔的形成过程及孔径分布状态,发现了前驱体锻烧过程中CO2的释放对样品微观形貌的重要影响。在随后的电磁波吸收性能测试中,发现三维中空多孔结构的γ-MnO2微球具有优异的吸波性能,在频率为4.9 GHz,涂层厚度为3.5 mm时,其最小反射损耗为-51.3 dB,有效吸波频宽为3 GHz(3.5~6.5 GHz)。其优异的吸波性能主要归因于该材料在电磁波环境下存在的多重极化行为,多孔片层颗粒对入射电磁波的多重反射和散射以及材料本身特殊的中空多孔结构。

Abstract

sui zhao dian zi xin xi ji shu de fei su fa zhan ,ge lei dian zi yi qi she bei he xiao xing yi xie dai de dian zi chan pin zhu jian shen ru dao wo men sheng huo de fang fang mian mian ,you ci dai lai de dian ci wu ran he dian ci gan rao wen ti ye ri yi tu chu 。yin ci ,kai fa chu ju you zhi liang qing 、tu ceng bao 、xi shou neng li jiang 、xi shou pin dai kuan yi ji zhi bei gong yi jian chan ,cheng ben di lian de xi bo cai liao pai zai mei jie 。ben wen yi shui re fa wei zhu ,tong guo gai bian shi yan yuan liao he zhi bei gong yi huo de le yi wei bang zhuang (α-MnO2,β-MnO2)、san wei he ke jie gou (δ-MnO2,α-MnO2,δ/αshuang xiang fu ge MnO2)yi ji san wei zhong kong duo kong jie gou (γ-MnO2)de MnO2na mi cai liao 。bing jin yi bu fen bie yan jiu le ji dian ci bo xi shou xing neng ,tan tao le MnO2na mi cai liao de jie gou -xi bo xing neng guan ji ,jie shi le bu tong jing xing he xing mao de MnO2na mi cai liao de dian ci bo xi shou ji zhi 。ju ti nei rong ru xia :(1)yi KMnO4he MnSO4·H2Owei yuan liao ,tong guo jian chan de shui re fa ,zai bu tong wen du xia huo de le san chong bu tong jing xing he che cun da xiao de yi wei bang zhuang na mi MnO2,bing jin yi bu tan jiu le ji xi bo xing neng 。yan jiu jie guo biao ming ,yi wei bang zhuang jie gou de β-MnO2de xi bo xing neng ming xian you yu α-MnO2,ju yang pin de jie jing du yue gao xing neng yue hao 。220 ℃zhi bei de β-MnO2biao xian chu le zui jia de xi bo xing neng ,zai 14.7 GHz,tu ceng hou du wei 1.5 mmshi ,ji zui xiao fan she sun hao wei -25.5 dB,you xiao xi bo pin kuan ke da 5.0 GHz(13~18.0 GHz)。(2)yi KMnO4he xi HClwei yuan liao ,zai bu tong shui re wen du xia fan ying 1 hhou de dao san chong bu tong xing mao de 3Dhe ke jie gou MnO2na mi cai liao 。tong guo fen xi san chong MnO2de sheng chang ji li fa xian fen ceng dao xiang de yi fu sheng chang ji zhi ji ao si te wa er de shou hua guo cheng dui MnO2na mi cai liao 3Djie gou de xing cheng he jing xing zhuai bian de chong yao yi yi 。tong guo yan jiu ji dian ci bo xi shou xing neng ,fa xian 150℃shi ge cheng de yi δ-MnO2wei qiu pian wei nei he ,α-MnO2na mi bang wei wai ke de shuang xiang he ke jie gou fu ge cai liao zhan shi chu le you yi de wei bo xi shou xing neng ,zai tu ceng hou du wei 3.9 mm,ce shi pin lv wei 4.5 GHzshi ji zui xiao fan she sun hao wei -45.2 dB。gai fu ge cai liao you yi de wei bo xi shou te xing gui yin yu shuang xiang he ke yi zhi jie gou de liang hao de zu kang pi pei te xing yi ji δ-MnO2wei qiu yu α-MnO2na mi bang zhi jian jiang lie de jie mian ji hua 。(3)yi MnSO4·H2Ohe NH4HCO3wei yuan liao ,tong guo liang bu shi yan fa de dao le you pian ceng ke li dui ji de san wei zhong kong duo kong jie gou de γ-MnO2na mi wei qiu 。tong guo fen xi ji zhong kong duo kong de xing cheng guo cheng ji kong jing fen bu zhuang tai ,fa xian le qian qu ti duan shao guo cheng zhong CO2de shi fang dui yang pin wei guan xing mao de chong yao ying xiang 。zai sui hou de dian ci bo xi shou xing neng ce shi zhong ,fa xian san wei zhong kong duo kong jie gou de γ-MnO2wei qiu ju you you yi de xi bo xing neng ,zai pin lv wei 4.9 GHz,tu ceng hou du wei 3.5 mmshi ,ji zui xiao fan she sun hao wei -51.3 dB,you xiao xi bo pin kuan wei 3 GHz(3.5~6.5 GHz)。ji you yi de xi bo xing neng zhu yao gui yin yu gai cai liao zai dian ci bo huan jing xia cun zai de duo chong ji hua hang wei ,duo kong pian ceng ke li dui ru she dian ci bo de duo chong fan she he san she yi ji cai liao ben shen te shu de zhong kong duo kong jie gou 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自郑州大学的苏婷婷,发表于刊物郑州大学2019-07-03论文,是一篇关于纳米结构论文,纳米棒论文,核壳结构论文,中空多孔结构论文,吸波性能论文,郑州大学2019-07-03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,资料来自郑州大学2019-07-03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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