超臨界流體剝離制備納米氧化錳及其復合材料研究.pdf

1、本論文利用超臨界二甲基甲酰胺（N,N-Dimethylformamide，DMF）剝離的方法制備氧化錳等二維納米片層材料。利用制備的氧化錳等納米材料開展了吸波復合材料的應用基礎研究和改善吸波復合材料阻燃性研究。
　　論文的主要工作包括：
　　（1）利用超臨界二甲基甲酰胺（SC-DMF）剝離制備了氧化錳納米材料。展示了層狀材料到二維納米片層材料的變化，并對剝離產物分散性以及氧化錳的磁性等相關方面的特性進行了表征。研究了從層狀體

2、相材料剝離獲得二維納米片層材料的制備工藝及其適應性。氧化錳材料結構相對于氧化鈦和石墨烯材料較脆弱和容易團聚的特點導致晶粒的快速生長。由此開展了超臨界流體中剝離后破碎的氧化錳晶粒生長行為的研究。結果表明氧化錳晶粒在超臨界流體中的生長速率較實驗環(huán)境條件下流體中的生長要高。在超臨界流體迅速傳質的情況下，氧化錳存在加速生長現(xiàn)象。
　?。?）針對氧化錳的脫氧反應，獲得了氧化錳在二甲基甲酰胺中物相與時間和溫度關系圖。從氧化錳在超臨界二甲基甲酰

3、胺中的物相改變，揭示了超臨界流體脫氧的現(xiàn)象。相關于生長過程，研究了在超臨界流體中氧化錳的脫氧動力學。通過與超臨界水等情形對比以及與先前文獻對照，對超臨界有機二甲基甲酰胺脫氧的機理進行了研究闡釋。
　?。?）針對利用超臨界流體工藝獲得的氧化錳、氧化鈦和石墨烯納米材料，進行了應用方面的研究。獲得了基于樹脂的吸波復合材料，進行了吸波隱形性能方面的研究。對成型的吸波材料性能參數(shù)進行測試優(yōu)化選擇。利用吸波填料的阻燃性，以及添加劑的使用，進一

4、步進行了改善吸波材料阻燃性的研究。
　　（4）利用分子動力學模擬的方法，以石墨烯片層限制的二氧化碳體系為例，研究了超臨界流體剝離工藝中層狀材料層間通道內流體分子體系熱物理屬性相關量，為剝離工藝提供驗證性理論支持。對限制在層間的二氧化碳分子體系的熱物理參量模擬，從理論上驗證了超臨界流體的熱物理屬性對超臨界流體剝離的貢獻。研究了剝離過程中的熱應力與相關能量，并與實現(xiàn)剝離的條件進行對比，理論上評估了剝離的實現(xiàn)。
　　（5）SC-D

5、MF剝離也推廣到制備氧化鈦納米片層材料。揭示了層狀氧化鈦材料到二維納米片層氧化鈦材料的變化，并對剝離產物分散性進行了表征。提出了插層的超臨界流體分子熱應力膨脹剝離的機理，并進行了相應的驗證性分析研究。
　　本論文提出了超臨界流體剝離層狀材料獲得片層材料的熱應力膨脹剝離機理，分子動力學模擬驗證了層間超臨界流體分子離剝片層的有利特點，從機理上和理論上提供依據(jù)，使超臨界流體剝離的方法可以推廣應用到剝離制備氧化錳、氧化鈦和石墨烯納米材料。