[发明专利]二茂铁修饰的多壁碳纳米管-聚吡咯纳米管吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了二茂铁修饰的多壁碳纳米管‑聚吡咯纳米管吸波材料及其制备方法。本发明是吡咯在氧化剂作用下以模板法和化学氧化聚合法原位生成聚吡咯纳米管/二茂铁修饰多壁碳纳米管的复合物制备，作为二茂铁修饰的多壁碳纳米管‑聚吡咯纳米管吸波材料。本发明提供的吸波材料是一种新型的复合材料，拓展了二茂铁修饰碳材料的复合材料在吸波材料领域的应用，且该复合物材料对电磁波具有良好的吸收性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域的一种修饰多壁碳纳米管/聚吡咯纳米管吸波材料及其制备方法，具体涉及二茂铁修饰的多壁碳纳米管/聚吡咯纳米管吸波材料及其制备方法。

背景技术

各种无线通讯设备和电子设备给人们带来了极大的便捷，使人类的生活方式发生翻天覆地的变化。但同时，由这些设备所产生的电磁污染与日俱增，已成为继空气、水和噪声污染后的第4类污染。电磁污染已逐渐引起各国政府及学术界的高度重视。目前多采用吸波材料来尽可能降低电磁污染所造成的损害。导电聚合物基复合材料因其具有良好的加工性能、导电性和环境稳定性等，这些性质对电子设备、可穿戴设备和航空领域的吸波的应用举足轻重，因而使其成为目前最常用的吸波材料之一。然而，导电聚合物一般有其渗流阈值，为了能在较低的导电聚合物添加量下获得较好的导电性能和机械性能，科学家们通常将导电聚合物同具有大比表面积、良好导电性、优异机械强度的碳材料复合，如碳纳米管(CNTs)、氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(RGO)等。二茂铁修饰的碳材料因其在电子迁移速率上的优越性，主要应用于超级电容器电极材料、电化学检测、传感器等领域。然而，对二茂铁修饰的碳材料的研究时间还不长，还有大量问题有待探索，尤其是在吸波材料领域的基础研究与应用。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了二茂铁修饰的多壁碳纳米管-聚吡咯纳米管吸波材料及其制备方法，制备得到的复合材料对电磁波具有良好的吸收性能。

本发明采用的技术方案如下：

一、二茂铁修饰的多壁碳纳米管-聚吡咯纳米管吸波材料

吡咯在氧化剂作用下以模板法和化学氧化聚合法原位生成聚吡咯纳米管/二茂铁修饰多壁碳纳米管的复合物，作为二茂铁修饰的多壁碳纳米管-聚吡咯纳米管吸波材料。

所述的二茂铁为二茂铁单甲醛、二茂铁单甲酸或1,1’-二茂铁二甲酸。

所述的碳纳米管为羟基化的多壁碳纳米管MWCNTs-OH或羧基化的多壁碳纳米管MWCNTs-COOH。

使用甲基橙作为模板剂、六水合三氯化铁FeCl₃·6H₂O作为氧化剂，以模板法和化学氧化聚合法得到聚吡咯纳米管。

二、二茂铁修饰的多壁碳纳米管-聚吡咯纳米管吸波材料的制备方法，方法具体包括以下步骤：

步骤1)将模板剂溶解在去离子水中，然后将氧化剂和二茂铁修饰的多壁碳纳米管，并搅拌分散30min；

步骤2)用注射器将吡咯单体加到步骤1)分散后的溶液中，在氧化剂作用下于常温下搅拌反应24h；

步骤3)反应停止后，依次经抽滤、洗涤、干燥后得到二茂铁修饰的多壁碳纳米管-聚吡咯纳米管吸波材料。

所述步骤1)中，二茂铁修饰的多壁碳纳米管是由二茂铁单甲醛、二茂铁单甲酸或1,1’-二茂铁二甲酸与多壁碳纳米管制备得到，二茂铁单甲醛、二茂铁单甲酸或1,1’-二茂铁二甲酸与多壁碳纳米管的质量比为为0.75-10:1。

所述步骤2)中吡咯单体与二茂铁修饰的多壁碳纳米管的质量比为1-10:1。

吡咯单体与甲基橙的质量比为2-2.5:1，吡咯单体六水合三氯化铁的质量比为3.5-4:1。

所述步骤2)为氧化剂引发的化学氧化聚合。