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面对传统能源的逐渐消耗和严重的环境污染,氢能源作为近年来发展潜力最大的可持续清洁能源,在各个领域均有广阔的应用前景。然而,氢储存和运输面临的困难使氢能的大规模应用受到限制。传统的金属罐压力容器存在自身的局限性,因此制备和开发出具有高阻隔性的聚合物复合材料用于制造轻质氢气储罐对于氢能的推广具有关键意义。二维材料的取向对聚合物复合材料的阻隔性能具有重要影响。本文以磁场作为外加动力源,诱导磁性α-Al2O3纳米片在溴化丁基橡胶基体中发生不同取向。并通过测试和对比具有不同取向角度的磁性α-Al2O3/溴化丁基橡胶复合材料的渗透系数,阐释了不同取向角度复合材料降低材料渗透系数的阻隔机理,对聚合物复合材料气体阻隔性的研究具有广泛的重要意义。本文以α-Al2O3纳米片为原料,多巴胺盐酸盐（DA·HCl）为改性剂,通过多巴胺（DA）的自氧化聚合将聚多巴胺层（PDA）包覆在α-Al2O3薄片的表面;然后以改性产物α-Al2O3@PDA中聚多巴胺层的邻苯二酚羟基作为二次反应位点络合Fe3+,再采用溶剂热法在改性α-Al2O3片的表面合成Fe3O4,进而对α-Al2O3纳米片复合磁改性。通过SEM,TEM,FTIR,XRD,XPS和热重分析等分析样品。结果表明PDA成功包覆到了α-Al2O3片的表面,Fe3O4成功负载到了α-Al2O3@PDA片上。通过工艺优化,确定在α-Al2O3@PDA上溶剂热合成Fe3O4的条件是温度:200℃;时间:18 h。Fe源/Al源（W/W）是1.5﹕1时,Fe3O4在α-Al2O3@PDA片上的负载率达到最高值67.09%,此时样品的饱和磁强度为10.07 emu/g,磁响应良好。在本文中,椭圆壳层模型用以简化α-Al2O3@PDA-Fe3O4片状粒子。在简化模型的基础上分析了单个磁性α-Al2O3片受磁场作用时在溴化丁基乳液中的受力情况,并代入相关参数计算得到了磁性α-Al2O3片克服粘性力矩和热能破坏所需的最小理论磁场强度Hmin约为85 mT。在磁场取向下采用乳液共混法制备了不同取向角度的磁性α-Al2O3/溴化丁基橡胶复合材料。采用SEM对膜片断面进行观察,结果表明磁性α-Al2O3片在溴化丁基橡胶基体发生了取向,同时调节磁场可以实现α-Al2O3片不同角度的取向。复合材料的氢气渗透测试结果表明,随着磁性α-Al2O3片添加量的增加,材料的渗透系数逐渐降低。当取向角度θ=0时,复合材料的气体渗透系数最小;当θ=π/2时,系数最大;而θ=π/4的复合材料的气体渗透系数在两者之间,这与Nielsen模型提出的理论相符。此外,复合材料的拉伸性能测试表明在提高材料阻气性的同时未对材料的柔韧性造成影响。