[发明专利]Ti3C2MXene/聚合物复合吸波材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学材料领域，尤其涉及的是一种Ti₃C₂MXene/聚合物复合吸波材料的制备方法。

背景技术

科技的进步，使得电磁技术给人类创造了巨大的物质文明,但也把人们带进一个充满人造电磁辐射的环境里。电磁辐射污染已经成为继大气污染、水污染和噪声污染之后的第四污染源，且随着电子、电信技术快速发展而日趋严重。民用方面，大功率电磁波发射塔、电台等向外界不断发射的电磁波，常常会带来通讯干扰、电子迷雾等问题。更为严重的是，数以百万计的人们由于长期暴露在来自电缆和家庭电器的电磁辐射中，患癌症和退化性疾病的危险正在增加，高频电磁波对生物肌体细胞、人体神经系统、循环系统、免疫、生殖和新陈代谢功能具有极强的辐射伤害。常规电磁屏蔽的方法会带来电磁波的高反射，因此寻找低反射高吸收的材料成为吸波材料的研究热点。

吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗电磁波能量转换为热能或其他形式的能量。传统的吸波材料主要包括碳纤维、石墨、导电高聚物、钛酸钡、铁氧体及金属微粉等。然而传统的吸波材料吸波剂含量高，不仅增加了材料的密度也提高了成本；传统的吸波材料吸波剂性能低、与吸波基材的匹配性差，而且传统的吸波材料存在高发射的问题，不仅整体的吸波性能低，而且还会造成电池波对环境的二次污染。

MXene是一种近几年发现的与石墨烯相似的具有二维层状结构的过渡金属碳化物或者氮化物，目前发现的MXene总共有将近70种，包括Ti3C2,Ti2C,V2C,Nb2C,Nb4C3,Ta4C3，Ti4N3等等。MXene由于其良好的导电性，大的比表面积和高的强度，在储能、电子、复合材料、传感器等领域具有广泛的应用前景。但是单纯的MXene力学性能差，密度大，成本高，且难以附着在基底上。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有质量轻、厚度薄、强度高、吸波性能好的Ti₃C₂MXene/聚合物复合吸波材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：一种Ti₃C₂MXene/聚合物复合吸波材料的制备方法，S1：Ti₃C₂MXene的制备；S11：定量称取MAX相的Ti₃AlC₂，将其溶于浓度为50％的HF中，使其在搅拌下反应18-24h；S12：将步骤S11中的反应溶液过滤、并大量水洗固体后，再在40度-60度下烘干，即得到Ti₃C₂MXene粉末；S2：Ti₃C₂/聚合物薄膜的制备；S21:定量称取Ti₃C₂MXene粉末，并溶于二甲亚砜溶液中，在100w-300w下超声15-30min；S22:将步骤S21中的Ti₃C₂MXene溶液与聚合物混合，搅拌1-2h；其中，Ti₃C₂MXene与聚合物的质量比为1：9-9：1；S23:将Ti₃C₂MXene聚合物溶液在100w超声0.5-1h；S24:将Ti₃C₂MXene聚合物溶液在2000-3000rpm下离心15min-30min；并将得到的固体粉末在40-60度下烘干24h，得到Ti₃C₂MXene/聚合物复合粉末；S25:将Ti₃C₂MXene/聚合物复合粉末材料溶于水后来制得Ti₃C₂MXene/聚合物薄膜。

应用于各个上述技术方案，所述的制备方法中，步骤S25中：将Ti₃C₂MXene/聚合物复合粉末材料溶于水后，再通过过滤或旋涂得到Ti₃C₂MXene₂/聚合物薄膜。

应用于上述技术方案，所述的制备方法中，步骤S22中：聚合物为PVA、或PMMA、或PVDF、或PEI、或PS。

应用于各个上述技术方案，所述的制备方法中，步骤S22中：Ti₃C₂MXene与聚合物的质量比为1：1。