[发明专利]三层结构的聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线吸波材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料与精细化工技术领域，涉及一种三层结构的聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线吸波材料及制备方法。

背景技术

近年来，随着信息技术飞速的发展，微波吸收、衰减、屏蔽材料在电磁干扰方面引起了越来越多的关注。由经典的电磁干扰理论可知，吸波剂的吸波性能主要依靠介电损耗和磁损耗来实现优良的特性。此外，电磁吸收特性主要由形态、几何结构和微观结构等因素决定的。在大量的吸收材料，众多高介电损耗型吸波材料例如：导电聚合物、碳基材料、陶瓷等因其杰出的物化属性已经进行了广泛的研究。此外，镍、锰、铁氧体等磁性材料在阻抗匹配、电磁衰减等方面具有优良的特性，而且制备简单、价格优良。

导电高分子聚合物聚苯胺具有特殊的电学、光学性质，经质子酸等掺杂后可具有导电性及电化学性能。聚苯胺因其具有的原料易得、合成工艺简单、化学及环境稳定性好等特点而得到了广泛的研究和应用。经一定处理后，可作为电子场发射源、较传统锂电极材料在充放电过程中具有更优异的可逆性的电极材料防静电和电磁屏蔽材料、导电纤维、防腐材料，等等。但是，在吸波方面，如何设计、开发结构可控的新型聚苯胺尚未见文献报道。因此，制备有序的聚苯胺及其吸波性能研究是目前研究热点。

二硫化钼是一种新型的二维纳米材料具有类石墨烯结构，在摩擦、催化等方面表现出优良的特性。研究人员主要通过水热法制备了各种形貌的(3D)二硫化钼，对其进行电、磁学研究发现其具有较高的介电性能，在微波吸收方面体现出潜在的应用价值，缺乏进一步的开发利用。因此，继续开发3D二硫化钼纳米材料并将其应用与电、磁学方面仍然是科研工作者们的研究方向。

到目前为止，未见文献报道、开发：一、导电高分子聚苯胺、二硫化钼以及磁性纳米材料进行有序的复合；二、复合材料进行电、磁性能研究。因此，对于上述材料的开发具有很大科研和实际生产意义。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种三层结构的聚苯胺@二硫化钼@ 四氧化三铁复合纳米线吸波材料及制备方法，研制出一种聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线吸波材料，并在0.5-18GH频段对其吸波性能进行研究。结果表明，聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线吸波材料具有很强的吸波性能，在电磁波吸收方面有着潜在的应用价值。

技术方案

一种三层结构的聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线吸波材料，其特征在于包括三层结构的纳米线，导电高分子聚苯胺纳米线为内层，中间层为二硫化钼自组装纳米片，最外层为磁性纳米四氧化三铁粒子；所述内层导电高分子聚苯胺纳米线的质量分数为40-50％；所述中间层二硫化钼自组装纳米片的质量分数为20-30％；所述最外层磁性纳米四氧化三铁粒子的质量分数为20-40％。

一种制备所述三层结构的聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线吸波材料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将四水合钼酸铵与苯胺单体溶解在去离子水中，再滴加1M的盐酸溶液使得出现白色沉，然后在40-60℃下搅拌反应后过滤，用纯乙醇洗涤，干燥，得到白色的钼多酸盐纳米线；

步骤2：将钼多酸盐纳米线和四水合钼酸铵加入到去离子水中，再加入过硫酸铵，然后用1M的盐酸溶液调节上述体系的PH≈2；然后反应6小时后停止搅拌，过滤，洗涤，得到紫色的聚苯胺@钼多酸盐纳米线；

步骤3：将聚苯胺@钼多酸盐纳米线和硫脲一起超声分散在去离子水中，再转移到高压反应釜中，在200℃反应48小时，待反应釜自动降温到室温后开釜，过滤，洗涤，得到黑色的聚苯胺@二硫化钼复合纳米线；

步骤4、聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线的制备：

将聚苯胺@二硫化钼复合纳米线超声分散在无水乙醇和去离子水中；

将三氯化铁和二氯化铁溶解在去离子水中；

混合上述两种溶液在80℃的油浴中搅拌反应，再转移到水热反应釜中，然后注入 1-3ml 26％的氨水，封釜，放入100-120℃的烘箱中反应3-5小时，自然冷却至室温，开釜、过滤、无水乙醇、去离子水洗涤若干次、60℃干燥得到聚苯胺@二硫化钼@四氧化三铁复合纳米线。

有益效果