【摘 要】
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气凝胶作为21世纪备受关注的新型材料,因它具有低密度、高孔隙率、大比表面积、丰富的三维孔结构等特点逐渐走入大众视野,使得其在热学、力学、声学、光学、电学、吸附等方面都显示出独特的性质。本文使用芳纶纳米纤维（ANFs）作为气凝胶骨架结构,再复合导电材料和纳米粒子,调节复合材料的电磁参数和阻抗匹配,增加有效带宽,提高微波吸收性能。本文研究的主要内容如下:（1）通过加速裂解法制备了ANFs,并以其为基底
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气凝胶作为21世纪备受关注的新型材料,因它具有低密度、高孔隙率、大比表面积、丰富的三维孔结构等特点逐渐走入大众视野,使得其在热学、力学、声学、光学、电学、吸附等方面都显示出独特的性质。本文使用芳纶纳米纤维（ANFs）作为气凝胶骨架结构,再复合导电材料和纳米粒子,调节复合材料的电磁参数和阻抗匹配,增加有效带宽,提高微波吸收性能。本文研究的主要内容如下:（1）通过加速裂解法制备了ANFs,并以其为基底材料,与单层MXene复合制备成不同比例的气凝胶。复合气凝胶微观结构呈现出均匀的3D多孔结构,有优异的隔热性能和力学性能。ANF/MXene（10%）样品的机械性能和隔热性能最优异。在50%的应变下,最大应力达到12 KPa;在100°C和200°C下样品表面温度分别达到47.8°C和79.6°C;ANF/MXene（20%）表现出最强的微波吸收能力,样品厚度为3.1 mm时最佳反射损耗达-43.5 d B。ANF/MXene（30%）在1.1 mm厚度下最小反射损耗可达-35.4 d B,有效吸收带宽可达2.9 GHz。（2）将ANFs先与MWCNTs复合制备ANF/MWCNT复合气凝胶,通过浸渍法涂覆上不同粒径的Ge P5颗粒得到ANF/MWCNT/Ge P5复合气凝胶。测试复合气凝胶隔热性能、力学性能和吸波性能。各样品在100°C下,其纵截面三个区域的温度大概都稳定在90°C、78°C和60°C;ANF/MWCNT/Ge P5（液相剥离）样品的机械性能和吸波性能最优异。在50%应变下,最大应力能达到13 KPa;在2.09 mm厚度下最小反射损耗可到-49.7 d B,在1.8 mm厚度下最大有效吸收带宽能达到5.1 GHz,反射损耗为-18.3 d B。（3）将ANFs复合MWCNTs得到不同比例的ANF/MWCNT复合气凝胶,通过浸渍法将Fe3O4纳米粒子涂覆于ANFs和MWCNTs骨架上,再对复合气凝胶进行疏水改性。得到的复合气凝胶有优异的隔热性能、疏水性能、力学性能和吸波性能。各样品在100°C下,其纵截面三个区域的温度大概都稳定在80°C、65°C和50°C,通过改性后表面的接触角达到134°,对有机物进行100次循环吸附下最终的吸附量仍能保持在30 g/g;M-ANF/MWCNT（8%）/Fe3O4复合气凝胶机械性能最好,在50%应变下,最大应力能达到20 KPa;M-ANF/MWCNT（32%）/Fe3O4复合气凝胶的吸波性能最优异,其最小反射损耗在3.7 mm厚度下能达到-45.8 d B,此外在1.4 mm厚度下反射损耗为-33.7 d B,有效带宽达到4 GHz。
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