[发明专利]一种DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料制备领域，特别涉及一种DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料的制备方法。

背景技术

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。碳纳米管一方面具有良好的导电性能，另一方面利用碳管可以起到限定作用，同时可以增强复合材料的导电性，使复合材料兼具优良电磁性能。聚噻吩对电磁波的吸收主要是通过电损耗来达到的，难以取得满意的效果，应寻求实现聚苯胺高导电性或者兼具电磁功能的有效途径。

因此，本发明从碳管填充的角度出发，将锰铜铁氧体填充在碳管内部，经DBSA（十二烷基苯磺酸）修饰后再与噻吩制备出复合材料，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（十二烷基苯磺酸）修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料的制备方法，其制备方法为：

  （1）锰铜铁氧体填充的碳纳米管的制备：按照化学元素计量比为Mn_0.5Cu_0.5Fe₂O₄称取0.82g MnSO₄·H₂O、1.44g Cu(NO₃)₂·6H₂O、8.06g Fe(NO₃)₃·9H₂O溶于30mL去离子水中，加入1.0g管径20~30nm多壁碳纳米管、20mL 1.0mol/L重铬酸钾，增力搅拌30min，90℃水浴4h，抽滤，洗涤，干燥后，放入石英舟中，装入管式气氛炉，通入氩气，气体流量0.2L/min，升温速度为10℃/min，升温至950℃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，得到锰铜铁氧体填充的碳纳米管；

  （2）SDBS修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管的制备：将1.0gSDBS加入60mL去离子水中，磁力搅拌30min后，加入1.0g锰铜铁氧体填充的碳纳米管，增力搅拌30min，超声1h，抽滤，60℃真空干燥24h，研磨，得到SDBS修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管；

  （3）SDBS修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合材料的制备：将0.20~0.80克SDBS修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管加入20mL 1mol/L盐酸溶液中，超声1h后，加入1.0mL噻吩单体，冰水浴搅拌10min后，继续搅拌下缓慢滴入10mL 1mol/L过硫酸铵溶液，继续搅拌3h，抽滤，去离子水洗涤3~4次，60℃下真空干燥12h，得到SDBS修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料。

用H-600透射电子显微镜对DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料的颗粒形态及尺寸进行观测，操作电压为75kV。以DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合物（X=0.40，Y=0.20）为例，复合物平均直径约为50nm。

用四探针电导仪对DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料的电导率进行测定。以DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合物（X=0.20，Y=0.60）为例，复合物电导率为1.863S/cm。

用振动样品磁强计(VSM)对DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料进行磁性能测试。以DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合物（X=0.30，Y=0.20）为例，测试结果为：矫顽力为2786.23Oe，饱和磁化强度为61.24emu·g^-1，剩余磁化强度为55.82emu·g^-1。

采用安捷伦8722ES矢量网络分析仪测试DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合吸波材料在2~18GHz的反射率。以DBSA修饰的锰铜铁氧体填充的碳纳米管-聚噻吩复合物（X=0.30，Y=0.40）为例，测试结果为：12.4GHz处出现最大吸收峰，峰值为-47dB，反射率损失值低于-10dB的吸收频带宽达14.4GHz。