【摘 要】
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二氧化锰(MnO_2)由于其简便的制备工艺、可控的形貌结构及优异的电磁性能,被广泛应用于吸波材料研究。但二氧化锰属于一种介电损耗介质,且电导率和磁导率较低,导致其有效吸收频段较窄,整体损耗性能较差。为了提高二氧化锰材料的电磁波吸收性能,可以通过复合高导电基体提高材料的导电性能。本论文主要通过不同方法成功制备了rGO/MnO_2纳米复合材料,测试了其电磁参数,并考察了不同条件下所制备复合材料的吸波性
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二氧化锰(MnO2)由于其简便的制备工艺、可控的形貌结构及优异的电磁性能,被广泛应用于吸波材料研究。但二氧化锰属于一种介电损耗介质,且电导率和磁导率较低,导致其有效吸收频段较窄,整体损耗性能较差。为了提高二氧化锰材料的电磁波吸收性能,可以通过复合高导电基体提高材料的导电性能。本论文主要通过不同方法成功制备了rGO/MnO2纳米复合材料,测试了其电磁参数,并考察了不同条件下所制备复合材料的吸波性能。主要开展的工作以及得出的结论如下:(1)采用水热法和水浴法一步合成了rGO/MnO2纳米复合材料,并且通过改变反应物配比,制备出了不同的rGO/MnOx复合材料。rGO与MnO2复合以后,明显提高了MnO2纳米材料的吸波性能,且吸波性能主要由介电损耗所引导。从制备方法来看,当GO含量较低时,水热反应中会有MnOOH生成,从而导致复合材料吸波性能较差;当GO含量较高时,所得产物均为rGO/MnCO3复合材料,表现出良好的吸波性能。如KMnO4/GO=1:1时水浴法所得SY1:1复合材料在8 mm时的最大反射损耗达到-32.43 dB,有效吸收频宽达2.32 GHz(12.24-14.56 GHz)。(2)在水热合成中加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS),或在水浴合成中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP),可以改变所得rGO/MnOx复合材料的形貌,并由此改变其吸波性能。当复合材料中GO含量较低时,所得产物中有MnOOH生成,从而导致复合材料吸波性能较差;当GO含量较高时,不同表面活性剂情况下,在厚度较大时均表现出良好的吸波性能。加入SDBS后,SD1:2复合材料在厚度为8 mm时最大反射损耗达到-23.56 dB,有效吸收频宽达3.12 GHz(13.36-16.48 GHz)。加入PVP后,PV1:2复合材料在厚度为8 mm时,最大反射损耗得到-32.85 dB,有效吸收频宽达到3.12 GHz(13.12-16.24 GHz)。(3)在水浴合成中加入硫酸锰之后,所得产物均为rGO/MnO2纳米复合材料,其吸波性能得到明显增高,其吸收峰值均达到-10 dB以上。
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