二硫化钼及其复合材料的制备与吸波性能的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yush2000
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现代化的电子产品给人们生活带来了极大便利,同时其产生的电磁波污染也带来了极大的危害。轻质、高效的电磁波吸收材料的开发已经成为研究热点。二硫化钼(MoS2)高的比表面积和多态性使其具有优异的电子性能。多孔空心球状氧化锌(ZnO)重量轻、半导体性质好、易于实现大规模合成,其孔隙结构可以调节从而改善阻抗匹配。钡铁氧体(BaFe12O19),作为传统的吸波材料,高频下有很高的磁导率,同时,BaFe12O19价格低廉且制备工艺简易,而且热稳定性和化学稳定性好。还原氧化石墨烯(RGO)质量轻、具有高的比表面积和电导率,且存在各种缺陷,有助于电磁波的衰减。本研究将MoS2与ZnO、BaFe12O19以及RGO以不同质量比例进行复合,通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对样品的结构、组成与形貌进行了表征;采用振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)分别对材料的磁性能和电磁参数进行了测试;探讨了材料的吸波性能影响因素及吸波机理。研究结果表明:(1)以钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)和硫代乙酰胺(C2H5NS)为原料,采用水热法制备了MoS2。样品呈花球状,颗粒分散均匀,粒径大小为200-250 nm。二硫化钼的最佳匹配厚度为2 mm,最小反射损耗值出现在频率为11.2 GHz处,其值为-12.7 dB,有效吸收带宽为4.16 GHz。(2)以葡萄糖(C6H12O6?6H2O)、乙酸锌(Zn(CH3COO)2?2H2O)和尿素(CO(NH22)为原料,采用溶剂热法制备了多孔空心球状ZnO。样品呈多孔空心球状,晶粒尺寸在3?m左右。以已经制备的ZnO和Na2MoO4·2H2O与C2H5NS为原料,采用水热法制备ZnO/MoS2二元复合材料。MoS2负载在ZnO的表面,样品形貌特征明显呈规则球状,分散均匀。随着MoS2含量的增加,二元复合材料的复介电常数增加,当MoS2与ZnO的质量比为30%时,ZnO/MoS2复合材料具有最佳的吸波性能。当匹配厚度为2.5 mm,频率为11.84 GHz时,最小反射损耗值为-35.8 dB,其有效吸收带宽为10.24 GHz(7.76-18 GHz)。反射损耗峰对应的频率随着厚度的增加而减小。(3)以硝酸钡(Ba(NO32)和硝酸铁(Fe(NO33)为原料,氢氧化钠(NaOH)为沉淀剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面化性剂,通过共沉淀法制备出BaFe12O19。再以BaFe12O19和Na2MoO4·2H2O与C2H5NS为原料,采用水热法制备BaFe12O19/MoS2二元复合材料。球状MoS2负载在六角BaFe12O19颗粒上,晶粒尺寸在200-250 nm之间,BaFe12O19因为具有磁性而略有团聚。样品的饱和磁化强度随着BaFe12O19含量的增加而加强。当BaFe12O19与MoS2的质量比为15%时,材料具有最优的吸波性能。当匹配厚度为3.9 mm,频率为7.44 GHz时,最小RL值可达-44.6 dB,有效吸收带宽为3.4 GHz。(4)以天然石墨粉为原料,通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),在BaFe12O19/MoS2二元复合材料基础上,加入一定量水合肼,制备了BaFe12O19/MoS2/RGO三元复合材料。石墨烯呈片层状结构,包覆在BaFe12O19/MoS2二元复合材料表面。当RGO与BaFe12O19/MoS2二元复合材料的质量比为6%时,样品的吸波性能最好。当匹配厚度为3.0 mm,频率为15.04 GHz时,最小反射损耗值可达-47.9 dB,有效吸收带宽为9.28 GHz。
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