磁性木质素复合物制备、结构及属性分析文献综述

 2022-07-27 04:07


1.前言

近几年,磁性纳米材料的研究以其巨大的发展前景引起研究者的广泛关注。自1970年代后磁性纳米材料作为一种具有广阔应用前景的新型功能材料,因其具有独特的磁性性能而具有极大的研究价值。1992年,日本学者同英夫(H.Oka)首次发表了磁性木材制备方法的专利, 同一年美国学者R.H.Marchessault等[1]首次发表了腔内填充法制备磁性木质纤维的专利,这为磁性纳米颗粒的应用开拓了一个崭新的方向。

随着科学的发展,电磁波在科学技术上的广泛应用的同时一些不必要的电磁辐射对周围环境带来不良影响,自日本1996年对生活电子产品实行电磁兼容性规定以来,建筑吸波材料的需求急剧增长。木材是一种优质的建筑、装饰材料但木材作为一种天然有机材料,其本身对频率在2GHZ~18GHZ的电磁波并没有吸收作用。而以植物中的木质素部分替代酚醛树脂作人造板胶粘剂也取得重大发展,木质素的产量大且无毒害作用是一种优秀的胶粘剂替代品,因此对木质素进行改性使其对此波长的电磁波具有吸收性能有着很大的研究空间。

  1. 文献综述

随着现代科学技术的提高,各种电子产品成为人们的生活必需品,但电子产品工作过程产生的电磁辐射和干扰问题给人们的日常生活和电子器件造成了不可避免的损害。因此,电磁波吸收材料逐渐成为研究热点。四氧化三铁(Fe3O4)作为一种同时具有介电损耗和磁损耗的典型磁介电材料,由于其高电阻率和低成本的特点,逐渐成为一种极具吸引力的电磁波吸收材料[2-3]

在当下人造板已经成为家具和建筑装修材料的重要木质基材,主要包括胶合板、刨花板、纤维板和细木工板等四大类。这些人造板主要是以木材或其他非木材植物为原料,经一定机械加工分离或各种单元材料后,施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。目前,人造板工业胶粘剂以脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、酚醛树脂为代表的“三醛胶”的应用最为广泛,此三种树脂均采用甲醛为合成原料。木质素是自然界惟一能提供可再生芳香基化合物的非石油资源,其分子中含有众多不同种类的化学活性功能基,同时又具有可再生、可降解、无毒等优点,因而被视为优良的绿色环保型化工原料。

2.1制备Fe3O4纳米颗粒

2.1.1共沉淀法

共沉淀法是指在溶液中以均相存在两种或多种阳离子,加入沉淀剂使离子沉淀从而得到各种成分均一的沉淀,因其工艺简单成本低是大量快速制备超顺磁性纳米颗粒最为常用的方法。

共沉淀法是将Fe3 、Fe2 的可溶性盐配成溶液,按照一定的摩尔比例将两种溶液混合,然后加入作为沉淀剂的碱液,使混合液中Fe3 、Fe2 沉淀出来,获得产物Fe3O4。反应结束后利用外磁场将黑色沉淀从反应介质中分离,并用去离子水、无水乙醇洗涤、干燥得到Fe3O4纳米颗粒[4-5]。此法制备Fe3O4纳米颗粒的化学反应方程式是Fe2 2Fe3 8OH-=Fe3O4darr; 4H2O 。

因为Fe2 暴露在空气中时会被氧化成 Fe3 ,导致Fe3 过量会有杂质Fe2O3的生成,所以实验过程中经常适当增加 Fe2 的量以提高产物的纯度。除此之外磁性 Fe3O4对氧气十分敏感,在少量空气存在下就能生成 Fe(OH)3或磁赤铁矿,因此整个反应过程都要在氩气的保护下进行。

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