專利名稱：一種殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁波吸收材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種集導(dǎo)電損耗、磁損耗及碳納米管吸波于一體的殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備方法。
背景技術(shù)：
電磁波吸收材料(ElectromagneticWave Absorbing Materials)是指能夠吸收并衰減入射的電磁波，將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能并將其耗散或者使電磁波因干涉而消失的ー類材料。從廣義上講，它包括抗電磁干擾(EMI)和微波吸收材料(RAM)，甚至包括從聲波到紅 外線吸收材料的廣泛領(lǐng)域，而且其應(yīng)用范圍還在不斷擴展。從損耗機理上分類，吸波材料可分為電阻型、電介質(zhì)型和磁介質(zhì)型3大類，其中，電阻型損耗也可以包含到介電損耗中去。在眾多的吸波材料中，鐵氧體和金屬粉末吸收劑具有良好的吸波性能和較低的成本，但其缺點是密度太大，不易制備出質(zhì)量輕的吸波材料。聚噻吩基導(dǎo)電高分子作為微波吸收劑，主要因為具有電損耗特性，而不是具有磁損耗特性，要獲得理想的吸波效果還必須有磁損耗特性。隨著科技的進步，對碳納米管的研究越來越深入，其在吸波領(lǐng)域備受關(guān)注。由于碳納米管尺度遠小于紅外線及雷達波波長，因此納米微粒材料對紅外及微波的吸收性較常規(guī)材料強。隨著尺寸的減小，納米微粒材料具有比常規(guī)粗粉體材料大3 4個數(shù)量級的高比表面積，隨著表面原子比例的升高、晶體缺陷增加、懸掛鍵增多，容易形成界面電極極化，高的比表面積又會造成多重散射。另外，部分碳納米管具有特殊的螺旋結(jié)構(gòu)和手征性，這都導(dǎo)致碳納米管具有高的吸波性能。因此，以碳納米管作為吸收劑所制得的吸波材料，具有吸波頻帶寬、可控和兼容性好、質(zhì)量輕、厚度薄等特點，其缺點是碳納米管的磁導(dǎo)率較低。因此，如果將碳納米管與磁性體有效結(jié)合，再與導(dǎo)電高聚物復(fù)合，有望得到集磁損耗、導(dǎo)電損耗及碳納米管吸波于一體的新型吸波材料，滿足吸波材料“薄、輕、寬、強”的要求，在微波吸收和環(huán)保健康等方面有著極其廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備方法，該復(fù)合材料可用作低頻微波的吸收。本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的，其制備方法為
(I)鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備
室溫下，把I. Og多壁碳納米管放入錐形瓶中，加入40mL硝酸鐵飽和溶液和20mL硝酸鋇飽和溶液，在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速的攪拌器攪拌下，逐滴加入濃硝酸15mL和濃硫酸5mL，超聲波分散均勻后，相互作用10天，過濾、真空干燥后，放入石英舟中，裝入管式氣氛爐，通入氮氣，氣體流量2升/分鐘，升溫速度為3°C /分鐘，升溫至700°C，保持2h，自然冷卻至室溫后，用去離子水沖洗至PH約為7后再次過濾，真空干燥得到鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管。(2)殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備 將I. Og的殼聚糖溶解于pH值為2的稀醋酸溶液，攪拌至充分溶解；然后稱取I. Og鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管，將混合液超聲分散2h，磁力攪拌lh，再向分散體系中滴加稀氨水，使復(fù)合體系中pH值大于10，加熱混合溶液至60°C后，加入O. 05g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的戊ニ醛，交聯(lián)反應(yīng)I. 5h，離心收集，稀醋酸沖洗后50°C真空干燥24h得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管。(3)聚3-甲基噻吩的制備
室溫條件下，將O. 25mol無水FeCl3加入到含IOOmL氯仿溶液的三ロ瓶中，攪拌約30min，得到暗緑色混濁液，將含10mL3-甲基噻吩單體的25mL氯仿溶液逐滴滴入三ロ瓶中，攪拌反應(yīng)10h。反應(yīng)完畢后，室溫下將溶劑蒸干，倒入lmol/L的HCl溶液，室溫攪拌12h，抽濾，蒸餾水洗滌2 3次，至濾液為無色，50°C真空干燥24h得到聚3-甲基噻吩。(4)殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備 按照殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)209Γ40%與聚3-甲基噻吩混
合，研磨，得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料。
本發(fā)明的主要優(yōu)點ー是在碳納米管內(nèi)填充鋇鐵氧體，使其具有磁性，再與聚3-甲基噻吩導(dǎo)電高聚物復(fù)合得到集磁損耗、導(dǎo)電損耗及碳納米管吸波于一體的新型吸波材料，在微波吸收和環(huán)保健康等方面有著極其廣泛的應(yīng)用前景；ニ是制得鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管后，經(jīng)過殼聚糖包覆修飾，使其團簇減少，與聚3-甲基噻吩復(fù)合更加充分。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進ー步說明本發(fā)明。本發(fā)明提供一種殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備方法。是以碳納米管為原料，內(nèi)部填充鋇鐵氧體后經(jīng)殼聚糖包覆修飾，最后再與聚3-甲基噻吩復(fù)合制得ー種集磁損耗、電損耗及碳納米管吸波于一體的新型吸波材料。實施例I
(I)鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備
室溫下，把I. Og多壁碳納米管放入錐形瓶中，加入40mL硝酸鐵飽和溶液和20mL硝酸鋇飽和溶液，在800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速的攪拌器攪拌下，逐滴加入濃硝酸15mL和濃硫酸5mL，超聲波分散均勻后，相互作用10天，過濾、真空干燥后，放入石英舟中，裝入管式氣氛爐，通入氮氣，氣體流量2升/分鐘，升溫速度為3°C /分鐘，升溫至700°C，保持2h，自然冷卻至室溫后，用去離子水沖洗至PH約為7后再次過濾，真空干燥得到鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管。(2)殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備
將I. Og的殼聚糖溶解于pH值為2的稀醋酸溶液，攪拌至充分溶解；然后稱取I. Og鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管，將混合液超聲分散2h，磁力攪拌lh，再向分散體系中滴加稀氨水，使復(fù)合體系中pH值大于10，加熱混合溶液至60°C后，加入O. 05g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的戊ニ醛，交聯(lián)反應(yīng)I. 5h，離心收集，稀醋酸沖洗后50°C真空干燥24h得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管。
(3)聚3-甲基噻吩的制備
室溫條件下，將O. 25mol無水FeCl3加入到含IOOmL氯仿溶液的三ロ瓶中，攪拌約30min，得到暗緑色混濁液，將含IOmL 3-甲基噻吩單體的25mL氯仿溶液逐滴滴入三ロ瓶中，攪拌反應(yīng)10h。反應(yīng)完畢后，室溫下將溶劑蒸干，倒入lmol/L的HCl溶液，室溫攪拌12h，抽濾，蒸餾水洗滌2 3次，至濾液為無色，50°C真空干燥24h得到聚3-甲基噻吩。(4)殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備 取O. Sg殼聚糖修飾的鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管與3. 2g聚3-甲基噻吩混合，研磨
充分，得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料，其吸收峰值大于_25dB的頻帶寬度可達40%，最高吸收峰值可達-37dB。實施例2
鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、聚3-甲基噻吩的制備同實施例1，取l.Og殼聚糖修飾的鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管與3. Og聚3-甲基噻吩混合，研磨充分，得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料，其吸收峰值大于_28dB的頻帶寬度可達35%，最高吸收峰值可達-40dB。實施例3
鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、聚3-甲基噻吩的制備實施例1，取I. 2g殼聚糖修飾的鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管與2. Sg聚3-甲基噻吩混合，研磨充分，得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料，其吸收峰值大于_30dB的頻帶寬度可達30%，最高吸收峰值可達-38dB。實施例4
鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、聚3-甲基噻吩的制備同實施例1，取I. 4g殼聚糖修飾的鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管與2. 6g聚3-甲基噻吩混合，研磨充分，得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料，其吸收峰值大于_30dB的頻帶寬度可達35%，最高吸收峰值可達-42dB。實施例5
鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備、聚3-甲基噻吩的制備同實施例1，取I. 6g殼聚糖修飾的鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管與
2.4g聚3-甲基噻吩混合，研磨充分，得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料，其吸收峰值大于_28dB的頻帶寬度可達35%，最高吸收峰值可達-39dB。
權(quán)利要求
1.一種殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備方法，其特征在于，制備方法如下 (1)鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備室溫下，把I.Og多壁碳納米管放入三口瓶中，加入40mL硝酸鐵飽和溶液和20mL硝酸鋇飽和溶液，在800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速的攪拌器攪拌下，逐滴加入濃硝酸15mL和濃硫酸5mL，超聲波分散均勻后，相互作用10天，過濾、真空干燥后，放入石英舟中，裝入管式氣氛爐，通入氮氣，氣體流量2升/分鐘，升溫速度為3°C /分鐘，升溫至700°C，保持2h，自然冷卻至室溫后，用去離子水沖洗至pH約為7后再次過濾，真空干燥得到鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管； (2)殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管的制備將I.0-2. Og的殼聚糖溶解于pH值為2的稀醋酸溶液，攪拌至充分溶解，然后稱取I. Og鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管，將混合液超聲分散2h，磁力攪拌lh，再向分散體系中滴加稀氨水，使復(fù)合體系中pH值大于10，加熱混合溶液至60°C后，加入O. 05g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的戊二醛，交聯(lián)反應(yīng)I. 5h，離心收集，稀醋酸沖洗后50°C真空干燥24h得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管； (3)聚3-甲基噻吩的制備室溫條件下，將O.25mol無水FeCljP入到含IOOmL氯仿溶液的三口瓶中，攪拌約30min，得到暗綠色混濁液，將含IOmL 3-甲基噻吩單體的25mL氯仿溶液逐滴滴入三口瓶中，攪拌反應(yīng)IOh后，室溫下將溶劑蒸干，倒入lmol/L的HCl溶液，室溫攪拌12h，抽濾，蒸餾水洗滌2 3次，至濾液為無色，50°C真空干燥24h得到聚3-甲基噻吩； (4)殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備按照殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)209Γ40%與聚3-甲基噻吩混合，研磨充分，得到殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充的多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的制備方法所制備的殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種殼聚糖修飾鋇鐵氧體填充多壁碳納米管/聚3-甲基噻吩復(fù)合吸波材料的制備方法。該方法以碳納米管為原料，內(nèi)部填充鋇鐵氧體后經(jīng)殼聚糖包覆修飾，最后再與聚3-甲基噻吩復(fù)合制得一種集磁損耗、電損耗及碳納米管吸波于一體的新型吸波材料，滿足吸波材料“薄、輕、寬、強”的要求，在微波吸收、抗電磁輻射等方面有著極其廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號C09C3/10GK102627834SQ20121009656
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者余遠福, 凌云, 劉娟, 劉錦梅, 戴玉華, 洪小偉, 謝宇, 趙杰 申請人:南昌航空大學(xué)