NZFO-PZT磁电复合纳米纤维的制备及其吸波性能

采用静电纺丝法制备(1-x)Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄-(x)Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃(简称为(1-x)NZFO-(x)PZT, x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)磁电复合纳米纤维, 研究了PZT含量对复合纳米纤维结构、电磁特性及微波吸收性能的影响。所有样品均由尖晶石结构NZFO和钙钛矿结构PZT两相所组成。由于NZFO磁损耗与PZT介电损耗的协同效应及界面效应的加强, 适量PZT相的引入可改善复合纳米纤维吸波涂层的电磁阻抗匹配和衰减特性, 提高微波吸收性能。x=0.3和0.4的复合纳米纤维分别在低频和高频范围表现出最强的微波吸收能力。当涂层厚度为2.5~5.0 mm时, x=0.3样品的最小反射损耗在6.1 GHz处达-77.2 dB, 反射损耗小于-10 dB的有效吸收带宽为11.2 GHz(2.8~12.9和16.9~18 GHz);x=0.4样品的最小反射损耗位于18 GHz处为-37.6 dB, 有效吸收带宽达到12.5 GHz(3.3~12.5和14.7~18 GHz)。     

Fe-Co-Ni合金纳米粒子镶嵌的碳纳米纤维的简单制备及其吸波性能

通过在氩气中碳化含有乙酰丙酮金属盐的电纺聚丙烯腈纳米纤维合成了镶嵌（Fe_1-xCo_x）_0.8Ni_0.2（x=0.25,0.50,0.75）合金纳米粒子的碳纳米纤维,用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）和矢量网络分析仪（VNA）等对其物相、形貌、微观结构、静磁及电磁特性进行表征和分析,并根据传输线理论模拟计算了2~18 GHz频率范围内的微波吸收性能。结果表明：所制备的复合纳米纤维具有典型的铁磁特征,由无定形碳、石墨和面心立方结构Fe-Co-Ni合金三相组成,原位形成的合金纳米粒子沿纤维轴向均匀分布,且被有序石墨层所包覆。磁损耗和介电损耗间的协同作用及特殊的核/壳微观结构使仅含5%（w/w）的（Fe_1-xCo_x）_0.8Ni_0.2/C复合纳米纤维的硅胶基吸波涂层表现出优异的微波吸收性能。当涂层厚度为1.1~5.0 mm时,x=0.25、0.50和0.75的样品最小反射损耗分别达到-78.5、-80.2和-63.4 dB,反射损耗在-20 dB以下的吸收带宽分别为14.9、14.8和14.5 GHz,几乎覆盖整个S波段至Ku波段。通过调节合金的组成可对材料的电磁特性及微波吸收性能进行一定程度的控制。     

镍锌铁氧体/膨胀石墨/聚苯胺复合物的电磁损耗性能

用化学共沉淀法和原位乳液聚合法分别制备了镍锌铁氧体(Ni_xZn_1-xFe₂O₄)、Ni_0.7Zn_0.3Fe₂O₄/膨胀石墨(NZF/EG)二元复合物及其聚苯胺(PANI)包覆的三元复合物(NZF/EG/PANI)。用现代测试技术表征了样品的组成、结构、形貌和电磁性能。结果表明,NZF粒子较好地嵌入到EG的层间,PANI对NZF/EG的包覆效果良好;三元复合物的磁性能随磁性组分含量的减小而减弱,而电导率与EG和PANI的导电性及其相对含量相关联;复合物的电磁损耗性能优良,其中三元复合物优于二元复合物。含PANI 70wt%的NZF/EG/PANI三元复合物,制样厚度分别为1.5、2.0和2.5 mm时,其反射损耗峰值(有效带宽)分别为-19.99 dB(5.82 GHz),-20.33 dB (4.08 GHz)和-25.28 dB(3.67 GHz),具有优良的电磁波吸收效果。     

纳米镍钴铁氧体空心微球的制备与性能

以乙二醇为溶剂,氯化铁、氯化钴、氯化镍和醋酸铵为反应试剂,采用溶剂热法制备纳米Ni_xCo_1-xFe₂O₄(x=0、0.3、0.5、0.7、1)铁氧体空心微球,研究镍含量对铁氧体空心球的磁性与吸波性能的影响。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和网络分析仪对试样的物相组成、微观形貌和电磁特性进行表征。结果表明制备的镍钴铁氧体为尖晶石结构,且形貌为空心球,粒径在200nm左右。当x=0时,镍钴铁氧体空心球饱和磁化强度最大为81.7emu·g^-1,反射损耗在1658.8MHz有最小值为-16.9dB。     

纳米镍钴铁氧体空心微球的制备与性能

以乙二醇为溶剂,氯化铁、氯化钴、氯化镍和醋酸铵为反应试剂,采用溶剂热法制备纳米Ni_xCo_1-xFe₂O₄(x=0、0.3、0.5、0.7、1)铁氧体空心微球,研究镍含量对铁氧体空心球的磁性与吸波性能的影响。借助X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和网络分析仪对试样的物相组成、微观形貌和电磁特性进行表征。结果表明制备的镍钴铁氧体为尖晶石结构,且形貌为空心球,粒径在200 nm左右。当x=0时,镍钴铁氧体空心球饱和磁化强度最大为81.7 emu·g^-1,反射损耗在1 658.8 MHz有最小值为-16.9 dB。     

基于Li0.35Zn0.3Fe2.35O4和碳纳米纤维双层吸波体的结构设计与吸收性能研究

通过静电纺丝技术和热处理制备了Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄纳米纤维和碳纳米纤维,并将它们各自均匀分散在硅橡胶基质中,测量了相应复合体在2~18GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,并根据传输线理论评估了由它们所构成的单层和双层结构吸波体的微波吸收特性。结果显示由于Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄纳米纤维与碳纳米纤维的电磁特性的有机结合,双层吸波体的微波吸收性能明显优于同厚度的单层吸波体。当以厚为1.8mm的Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄纳米纤维/硅橡胶复合体为吸收层和厚为0.2mm的碳纳米纤维/硅橡胶复合体为匹配层时,双层吸波体的反射率在13.9GHz达到一个最小值-47.8dB,反射率低于-10dB的吸收带宽为8.8GHz,频率范围为9.2~18GHz,反射率小于-20dB的频率范围为11.5~18GHz,带宽为6.5GHz,覆盖整个Ku波段。优化设计的双层吸波体有望作为一种轻质高效的Ku波段微波吸收材料。     

纳米Fe3O4及Ni2 掺杂Fe3O4的制备、表征及吸附Pb(Ⅱ)的特性

采用一种改进的共沉淀法制备了纳米磁铁矿(Fe₃O₄)及Ni²⁺掺杂磁铁矿(Ni_xFe_3-xO₄,x=0.1,0.3,0.6),用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对产物进行了表征,用平衡吸附法研究了4种样品对Pb(Ⅱ)离子的吸附容量及吸附模型。结果表明,Fe₃O₄和3种Ni_xFe_3-xO₄均为近似球形的单相晶质纳米颗粒;与Fe₃O₄比较,Ni_xFe_3-xO₄的颗粒尺寸变小、表面电荷零点和pH＝5.0时的表面正电荷量降低;样品的孔体积、比表面积和表面分形度以及表面羟基含量都随产物中Ni²⁺掺杂量的增加而升高。4种样品对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据均适合用Langmuir模型拟合(R²=0.9942~0.9858),其相关系数的大小表现为：Fe₃O₄>Ni_0.1Fe_2.9O₄>Ni_0.3Fe_2.7O₄=Ni_0.6Fe_2.4O₄;Freundlich模型对样品等温吸附Pb(Ⅱ)的实验数据拟合度较低(R²=0.981 3~0.947 7),4种样品的Freundlich相关系数的大小关系与Langmuir相关系数相反。初始pH=5.0时,Fe₃O₄,Ni_0.1Fe_2.9O₄,Ni_0.3Fe_2.7O₄和Ni_0.6Fe_2.4O₄对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为6.02,6.68,7.29和8.34 mg·g^-1。可见,Ni_xFe_3-xO₄(尤其是Ni²⁺掺杂量较高的产物)对水环境中重金属Pb(Ⅱ)的去除能力明显高于Fe₃O₄。     

纳米钙钛矿LaxSr1-xFe1-yCoyO3复合氧化物的制备和表征

用甘氨酸-硝酸盐燃烧合成法，制备La_xSr_1-xFe_1-yCo_yO₃复合氧化物的陶瓷粉末，对该钙钛矿型氧化物进行了XRD、IR、紫外漫反射光谱及循环伏安曲线分析。结果表明：该复合氧化物粉体平均晶粒为15.3～29.8 nm,为立方和正交晶系。该氧电极具有双功能催化特性，但不完全可逆。对水溶液染料进行光解实验，利用紫外-可见、人工神经网络光度法研究La_xSr_1-xFe_1-yCo_yO₃的催化性能。结果表明：CO²⁺的加入可使La_xSr_1-xFeO₃的光催化活性有所提高，B位离子(Fe³⁺，CO²⁺)改变与加入，使La_xSr_1-xFe_1-yCo_yO₃(x=0.7，0.3；y=0.3，0.9，1)光催化活性高于La_xSr_1-xFeO₃。同时，对5种染料进行紫外光解，在0.75 h，脱色率大于91%，并为动力学一级反应。     

层状O2结构锂锰氧化物Li0.60[MgxCoyMn1-x-y]O2的制备及结构表征

本文采用离子交换法分别制备了双复合锂锰氧化物Li_0.60[Mg_xMn_1-x]O₂(0.05 ≤ x ≤ 0.15)和三复合锂锰氧化物Li_0.60[Mg_xCo_yMn_1-x-y]O₂(x=0.05，0.05 ≤      

纳米Fe3O4及Ni2+掺杂Fe3O4的制备、表征及吸附Pb(Ⅱ)的特性

采用一种改进的共沉淀法制备了纳米磁铁矿(Fe₃O₄)及Ni²⁺掺杂磁铁矿(Ni_xFe_3-xO₄,x=0.1,0.3,0.6),用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对产物进行了表征,用平衡吸附法研究了4种样品对Pb(Ⅱ)离子的吸附容量及吸附模型。结果表明,Fe₃O₄和3种Ni_xFe_3-xO₄均为近似球形的单相晶质纳米颗粒;与Fe₃O₄比较,Ni_xFe_3-xO₄的颗粒尺寸变小、表面电荷零点和pH＝5.0时的表面正电荷量降低;样品的孔体积、比表面积和表面分形度以及表面羟基含量都随产物中Ni²⁺掺杂量的增加而升高。4种样品对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据均适合用Langmuir模型拟合(R₂=0.9942~0.9858),其相关系数的大小表现为:Fe₃O₄>Ni_0.1Fe_2.9O₄>Ni_0.3Fe_2.7O₄=Ni_0.6Fe_2.4O₄;Freundlich模型对样品等温吸附Pb(Ⅱ)的实验数据拟合度较低(R²=0.9813~0.9477),4种样品的Freundlich相关系数的大小关系与Langmuir相关系数相反。初始pH=5.0时,Fe₃O₄,Ni_0.1Fe_2.9O₄,Ni_0.3Fe_2.7O₄和Ni_0.6Fe_2.4O₄对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为6.02,6.68,7.29和8.34mg·g^-1。可见,Ni_xFe_3-xO₄(尤其是Ni²⁺掺杂量较高的产物)对水环境中重金属Pb(Ⅱ)的去除能力明显高于Fe₃O₄。     

Fe-Co-Ni合金纳米粒子镶嵌的碳纳米纤维的简单制备及其吸波性能

通过在氩气中碳化含有乙酰丙酮金属盐的电纺聚丙烯腈纳米纤维合成了镶嵌(Fe1-xCox)0.8Ni0.2(x=0.25,0.50,0.75)合金纳米粒子的碳纳米纤维,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)等对其物相、形貌、微观结构、静磁及电磁特性进行表征和分析,并根据传输线理论模拟计算了2~18 GHz频率范围内的微波吸收性能。结果表明:所制备的复合纳米纤维具有典型的铁磁特征,由无定形碳、石墨和面心立方结构Fe-Co-Ni合金三相组成,原位形成的合金纳米粒子沿纤维轴向均匀分布,且被有序石墨层所包覆。磁损耗和介电损耗间的协同作用及特殊的核/壳微观结构使仅含5%(w/w)的(Fe1-xCox)0.8Ni0.2/C复合纳米纤维的硅胶基吸波涂层表现出优异的微波吸收性能。当涂层厚度为1.1~5.0 mm时,x=0.25、0.50和0.75的样品最小反射损耗分别达到-78.5、-80.2和-63.4 d B,反射损耗在-20 d B以下的吸收带宽分别为14.9、14.8和14.5 GHz,几乎覆盖整个S波段至Ku波段。通过调节合金的组成可对材料的电磁特性及微波吸收性能进行一定程度的控制。     

基于Li_(0.35)Zn_(0.3)Fe_(2.35)O_4和碳纳米纤维双层吸波体的结构设计与吸收性能研究

通过静电纺丝技术和热处理制备了Li0.35Zn0.3Fe2.35O4纳米纤维和碳纳米纤维,并将它们各自均匀分散在硅橡胶基质中,测量了相应复合体在2~18 GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,并根据传输线理论评估了由它们所构成的单层和双层结构吸波体的微波吸收特性。结果显示由于Li0.35Zn0.3Fe2.35O4纳米纤维与碳纳米纤维的电磁特性的有机结合,双层吸波体的微波吸收性能明显优于同厚度的单层吸波体。当以厚为1.8 mm的Li0.35Zn0.3Fe2.35O4纳米纤维/硅橡胶复合体为吸收层和厚为0.2mm的碳纳米纤维/硅橡胶复合体为匹配层时,双层吸波体的反射率在13.9 GHz达到一个最小值-47.8 dB,反射率低于-10 dB的吸收带宽为8.8 GHz,频率范围为9.2~18 GHz,反射率小于-20 dB的频率范围为11.5~18 GHz,带宽为6.5 GHz,覆盖整个Ku波段。优化设计的双层吸波体有望作为一种轻质高效的Ku波段微波吸收材料。     

Fe-Ni/C复合纳米纤维的原位制备与微波吸收性能

采用静电纺丝技术结合稳定化和碳化处理原位制备了Fe-Ni/C复合纳米纤维, 其平均直径约为215 nm, 所生成的Fe-Ni合金纳米颗粒较均匀地分布在碳基纳米纤维的内部和表面, 且被石墨化碳层所包覆. 以Fe-Ni/C复合纳米纤维为吸收剂、 硅橡胶为基质制备成吸波涂层, 研究了碳化温度对电磁特性和微波吸收性能的影响. 结果表明, 涂层厚度为1.2~2.0 mm、 Fe-Ni/C复合纳米纤维质量分数为5%的吸波涂层表现出优良的微波吸收性能, 在7.4~18 GHz频率范围内的反射损耗均低于-20 dB; 随着复合纳米纤维的碳化温度由800 ℃升高到1200 ℃, 由于阻抗匹配特性的改善, 吸波涂层的微波吸收能力逐步加强, 其最小反射损耗由-22.6 dB降低到-63.0 dB.     

Synthesis,characterization and microwave absorption properties of polyaniline/Sm-doped strontium ferrite nanocomposite

Sm-doped strontium ferrite nanopowders (SrSm_0.3Fe_11.7O₁₉) and their composites of polyaniline (PANI)/SrSm_0.3Fe_11.7O₁₉ with 10 wt% and 20 wt% ferrite were prepared by a sol–gel method and an in-situ polymerization process, respectively. The structure, magnetic properties and microwave absorption properties of the samples were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectra (FT-IR), transmission electron microscope (TEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and vector network analyzer, respectively. The particle size of SrSm_0.3Fe_11.7O₁₉ was about 35 nm by using XRD. The ferrite successfully packed by PANI. PANI/SrSm_0.3Fe_11.7O₁₉ possessed the best absorption property with the optimum matching thickness of 3 mm in the frequency of 2–18 GHz. The value of the maximum reflection loss (RL) were −26.0 dB at 14.2 GHz with the 6.5 GHz bandwidth and −24.0 dB at 13.8 GHz with the 7.9 GHz bandwidth for the samples with 10 wt% and 20 wt% ferrite, respectively.     

One‐step in situ growth of magnesium ferrite nanorods on graphene and their microwave‐absorbing properties

The magnesium ferrite nanorods/graphene (MgFe₂O₄ NR/G) composites were prepared by a facile one‐step surfactant‐assisted solvothermal method. The structure and morphology of as‐prepared composite materials were characterized by electron microscopy, energy dispersive spectrometry, Raman spectrometry, X‐ray diffraction, FT‐IR and X‐ray photoelectron spectroscopy. The homogeneous MgFe₂O₄ nanorods with a typical diameter of about 100 nm were well distributed on graphene. The electromagnetic parameters were measured using a vector network analyzer. A minimum reflection loss (RL) of ?40.3 dB was observed at 14.9 GHz with a thickness of 3 mm, and the effective absorption frequency (RL  <   ? 10 dB) ranged from 12.0 to 18.0 GHz, indicating the remarkable microwave absorption performance of the MgFe₂O₄ NR/G composites. The absorbing property of as‐obtained composites was better than that of the pure MgFe₂O₄ nanorods. The synergistic effect of MgFe₂O₄ and graphene was responsible for the enhanced absorbing performance.     

多孔羰基铁/SiO2/聚吡咯核壳结构复合材料的制备及电磁特性

首先对羰基铁进行点腐蚀得到多孔羰基铁,然后采用St?ber法和原位聚合法将SiO_2和导电高分子聚吡咯包覆在多孔羰基铁表面,制备多孔羰基铁/SiO_2/聚吡咯电磁复合吸波材料。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR对样品结构、微观形貌进行了表征,在网络分析仪中采用同轴法测试样品电磁参数,并根据传输线理论研究了2~18 GHz微波频段内吡咯含量及涂层厚度对样品吸波性能的影响。实验结果表明:制备的多孔羰基铁/SiO_2/聚吡咯复合电磁吸波材料具有核壳结构;随着吡咯加入量的增加,吸波材料吸收峰逐渐向低频方向移动;当涂层厚度为3.5 mm、吡咯加入量为6%(w/w)时,在9.44~17.56 GHz范围内反射率均低于-10 d B,频带宽度为8.12 GHz,损耗反射率达到-23 d B。良好的吸波性能归因于复合物有效的阻抗匹配特性及多重界面极化效应,多孔羰基铁/SiO_2/聚吡咯是一种轻质、宽频、强吸收的吸波材料。     

Microstructure,magnetic properties and exchange–coupling interactions for one-dimensional hard/soft ferrite nanofibers

SrFe₁₂O₁₉ (SFO)/Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ (NZFO) composite ferrite nanofibers with diameters about 120 nm have been prepared by the electrospinning and calcination process. The SFO/NZFO composite ferrites are formed after calcined at 700 °C for 2 h and the composite nanofibers with various mass ratios obtained at 900 °C are fabricated from NZFO grains about 16–40 nm and SFO grains of 19–45 nm with a uniform phase distribution. With the SFO ferrite content increasing, the coercivity (H_c) and remanence (M_r) for the composite ferrite nanofibers initially increase, reaching maximum values of 379.8 kA/m (297 K) and 242.2 kA/m (77 K), 39.1 Am²/kg (297 K) and 53.5 Am²/kg (77 K), respectively, at a mass ratio (SFO:NZFO) of 4, and then show a reduction tendency with a further increase of the mass ratio. This enhancement in magnetic properties is attributed to the competition of the exchange–coupling interaction and the dipolar interaction in the composite nanofibers.