[发明专利]一种DBSA修饰的镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管-聚邻甲苯胺复合吸波材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管-聚邻甲苯胺复合吸波材料制备方法，尤其涉及一种DBSA修饰的镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管-聚邻甲苯胺复合吸波材料制备方法。

背景技术

稀土元素铁氧体磁性材料具有优越的磁性能，但其与导电高聚物复合时往往影响复合材料的导电性能。稀土具有顺磁磁化率、饱和磁化强度、磁晶各向异性、磁致伸缩，这些独特的性质正好满足了在微波频率下材料的复磁导率和与之相适应的复介电常数来构成宽频、质轻微波吸收材料的重要基础，同时稀土的这些特异性也必将对稀土吸波材料的复数磁导率和自然共振频率等吸收机制产生影响。稀土吸波材料吸收机制中，既有磁滞损耗，也有介电损耗，即损耗机制多元化。

因此，本发明从碳管填充的角度出发，将镧掺杂钡铁氧体填充在碳管内部，经DBSA（十二烷基苯磺酸）修饰后再与邻甲苯胺制备出复合材料，利用碳管的限定作用，使复合材料兼具高磁性、高导电性。

发明内容

本发明的目的是提供一种DBSA修饰的镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管-聚邻甲苯胺复合吸波材料制备方法，其制备方法为：

  （1）镧掺杂钡铁氧体的碳纳米管的制备：按照化学元素计量比BaLa_xFe_12-xO₁₉ ，其中X=0.04,0.08,0.12，称取1.96g Ba(NO₃)₂、0.13~0.40g La(NO₃)₃·9H₂O、25~37g Fe(NO₃)₃·9H₂O完全溶于去离子水中，将混合硝酸盐溶于去离子水中，得到混合硝酸盐金属阳离子溶液，然后按照混合硝酸盐金属阳离子与柠檬酸摩尔质量比为1：1，将柠檬酸溶于混合硝酸盐金属阳离子溶液中，使其完全溶解。加适量氨水调节pH值呈弱酸性后向溶液中加入2 g聚乙二醇，室温下老化12 h。将溶液转移至三口烧瓶中，不断搅拌，在温度为80 ℃水浴中加热形成溶胶。将溶胶转移至玻璃皿中，然后在温度为90 ℃真空干燥箱中干燥形成干凝胶，在空气中点燃后，即可发生自蔓延燃烧形成疏松粉束，研磨混匀后在800 ℃保温1 h在升温到980 ℃保温2 h得红褐色的镧掺杂钡铁氧体粉末，加入1.5g管径20~30nm多壁碳纳米管，搅拌下逐滴加入浓硝酸60mL和浓硫酸20mL，超声波分散2h，相互作用20天，然后过滤、洗涤，滤出物干燥后，放入石英舟中，装入管式气氛炉，通入氩气，气体流量0.1L/min，升温速度为5℃/min，升温至900℃保持2h，自然冷却至室温，产物用去离子水冲洗至pH约为7后再次过滤，50℃真空干燥，研磨，得到镧掺杂钡铁氧体的碳纳米管。

 （2）DBSA镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管的制备：将2.0g镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管加入到水溶液中，超声分散1h后，再加入1.0g DBSA，在冰水浴中反应2.5h，其中镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管与DBSA质量比为2:1；反应完毕后经去离子水洗涤至中性，50℃下真空干燥，得到DBSA镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管；   

（3）镧掺杂钡铁氧体-聚邻甲苯胺复合吸波材料制备方法：将0.19~0.2g镧掺杂钡铁氧体加入100 mL的1.5 mol/L盐酸溶液的三口烧瓶中，将1.0ml邻甲苯胺单体注射到上述体系中，将含有(NH4)2S2O8的盐酸溶液，用滴液漏斗缓慢加入到烧瓶中（约滴加0.5 h），溶液变蓝黑色意味着POT/BaLaxFe_12-xO₁₉的生成，反应6 h。反应结束后过滤，依次用1.5 mol/L盐酸和蒸馏水洗涤。在80 ℃真空干燥12 h得到POT/BaLaxFe_12-xO₁₉复合材料。

用D8ADVANCE X-射线衍射仪，CuKα辐射（波长0.15418 nm），扫描速率4 o/min测定样品的物相结构；用Nicolet380傅立叶红外光谱仪（FT-IR，KBr压片，扫描范围500-4000 cm^-1）记录样品的红外光谱；用H-600透射电子显微镜观察样品的形貌，操作电压为75 kV。以DBSA镧掺杂钡铁氧体填充的碳纳米管-聚邻甲苯胺复合物（X=0.02，Y=0.04）为例，复合物平均直径约为80nm。