《雷達波吸收材料的納微結構與性能關聯性研究》是依託北京理工大學，由曹敏花擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雷達波吸收材料的納微結構與性能關聯性研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：曹敏花
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納微結構吸波材料由於具備吸波頻頻寬、兼容性好、質量輕和厚度薄等特點，在通常的防輻射污染以及航空航天等高科技領域具有重要套用前景。吸波材料的吸收特性與其吸收劑的結構直接發生關聯，因此研究吸波性能於納微結構之間的構效關係及其基本規律有特別重要的意義。本項目擬以具有吸收雷達波波段的材料為研究對象，側重其納微結構調控與性能關聯性研究。具體包括納微米材料的組分、粒度、形貌與其復介電常數、復磁電常數關係研究，進而研究其與吸波性能的關係，獲得吸波材料的吸波機制。通過材料的磁性、導電性與吸波特性的研究，實現材料的電、磁性質的調控；發現納微結構(形態和尺度)與性能間的構效關係及基本規律，為設計製備具有薄、輕、寬、強特點的新型吸波材料提供理論依據，進而指導相關新材料的設計合成。
結題摘要
該項目現已完成了預定研究計畫，取得的主要成果有：發表了SCI論文28篇，其中，發表在Chem. Mater.、J. Mater. Chem.、Nanoscale等影響因子為4以上的學術期刊17篇；項目執行期間，“功能無機物的納微結構調控與特性研究”項目獲2011年度教育部高等學校自然科學獎一等獎；三年內共培養博士生2名，碩士生4名。該項目的順利完成為今後的研究工作奠定了堅實的研究基礎。具體工作與取得的進展概述如下：採用色氨酸為配位劑，溶劑熱法控制合成了CdSe中空納米球，吸波性能測試表明，CdSe中空納米球在2-18 GHz 範圍內有明顯的吸收，其強度明顯高於實心的納米球；採用樹枝形α-Fe2O3納米結構為前軀體，通過控制反應條件分別得到了Fe3O4、γ-Fe2O3、Fe三種不同的物相，並且都保持了前驅體的樹枝型形貌，這三種產物均在2-18 GHz區間內有較強的吸收，而且隨著厚度的增加，吸收頻帶均向低頻帶方向移動；採用溶劑熱方法和隨後的熱處理成功地合成了球形Ni/C 塊體材料，吸波性能測試表明，該Ni/C 塊體材料在2-18 GHz範圍內，呈現極強的微波吸收，其中鎳的擔載量為18.2%的樣品在13.7GHz處具有最大的微波吸收值；採用一步法由氧化石墨出發直接合成了鎳/石墨烯複合材料，鎳納米粒子的尺寸是50-100 nm，該材料對雷達波有一定的吸收，同時該複合物對高氯酸胺熱分解具有很好的催化效果；採用抗壞血酸輔助一步法合成了Fe3O4/石墨烯納米複合材料，Fe3O4納米粒子均勻分散在石墨烯納米片上，磁性測量表明，Fe3O4/石墨烯複合材料呈現超順磁特性，而且呈現良好的電化學性能；採用抗壞血酸為還原劑和包覆劑合成了高比表面積的Fe3O4納米粒子，並具有良好的吸附砷離子的作用；採用溶液法合成了幾種基於碳/石墨烯的複合納米材料，如Mn3O4/石墨烯、氮摻雜的碳材料、鍺修飾的碳材料、WO3/石墨烯複合材料、氧化石墨/nafion複合材料等，分別研究了這些複合材料的催化性能、吸附性能、電化學性能、感測性能等；採用兩步法合成了介孔的CuO-CeO2納米球以及Fe-Cu雙功能納米粒子，與傳統的合成方法相比，該方法得到的這兩種催化劑的催化性能明顯提高；採用液相方法，合成了SnO2、MoO2、Zn2SnO4、In2O3等納米材料，並研究了它們的電化學行為、發光和感測性能。
