[发明专利]一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料及其制备方法

说明书

本发明属于电磁波吸收材料领域，具体涉及一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料及其制备方法。所述复合吸波材料采用聚苯胺/MXene纳米复合材料经过十二烷基苯磺酸掺杂制备而成。该方法工艺条件温和，生产成本低，工艺简单，产品质量稳定，有利于工业化生产。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料领域，具体涉及一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的日趋成熟，以电磁波为载体的信息传输装置已经遍布人类生活的角角落落，例如手机、电脑、机顶盒、路由器等设备给人们生活工作带来了巨大便利，然而不可避免的电磁波污染也随之而来，严重的电磁辐射会危害人体健康，对人体组织和器官产生不良影响。另外在军事领域，随着雷达探测技术的快速发展，雷达隐身技术的提高也备受关注，吸波材料涂层是实现雷达隐身的有效途径之一。因此，开发高效的电磁波吸收材料至关重要。近年来，科技的不断进步要求新型吸波材料满足“厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强”等特点，开发同时实现以上特点的新型吸波材料依然面临极大挑战。

MXenes是一种二维过渡金属碳/氮化物，因其具有独特的二维片层结构、丰富的表面官能团、高导电性、优异的机械性能和良好的比电容性能等，在能源储存、传感、催化、电磁屏蔽和电磁波吸收等领域已经得到了广泛研究和应用。然而MXene材料作为微波吸收剂时，由于其介电损耗和阻抗匹配性能较差且片层之间易发生堆叠，单一组分的MXene吸波剂吸收性能并不理想，因此通过制备MXene复合材料提高其吸波性能。

公开号为CN 110283570 A的专利公开了一种FeCo/MXene核壳结构复合吸波材料及其制备方法；公开号为CN 110290691 A的专利公开了一种片层状MXene负载钴铁氧体的复合吸波材料及其制备方法；公开号为公开号为CN 107244650 A公开了一种二维层状化合物/氧化锌纳米棒复合材料的制备方法及其应用。包括以上发明申请在内的现有技术，针对MXene复合吸波材料作出的改进，均是通过将金属化合物与MXene复合得到吸波性能优异的微波吸收材料。然而现有技术所采用的通过金属化合物与MXene制备的复合吸波材料存在着不足。由于金属化合物质量重、厚度大、稳定性差等缺陷，导致金属化合物与MXene复合吸波材料存在质量大、匹配厚度厚、易腐蚀等缺点，这些缺点限制了吸波材料的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于为了解决目前针对MXene复合吸波材料所存在的不足，限制了MXene复合材料应用范围的问题，提供了一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料，本申请提供的吸波材料具有质量轻、匹配厚度薄、环境稳定性强的特点。

同时，本申请还提供了该复合吸波材料的制备方法。该方法具有工艺条件温和，生产成本低，工艺简单，产品质量稳定的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料，所述复合吸波材料采用聚苯胺/MXene纳米复合材料经过十二烷基苯磺酸掺杂制备而成。

优选的，所述聚苯胺/MXene纳米复合材料中所用MXene为少层结构。

一种上述复合吸波材料的制备方法，其特征在于：该方法包括步骤如下：

（1）制备少层Ti₃C₂T_x MXene悬浮液，为悬浮液A；

（2）在去离子水中加入苯胺单体和十二烷基苯磺酸，苯胺单体与十二烷基苯磺酸的摩尔比为（1:1.5-1:2），得混合液B；

（3）在去离子水中加入过硫酸铵，过硫酸铵的质量浓度为0.1-0.15g/ml，得溶液C；

（4）将悬浮液A加入至混合液B中，按MXene与苯胺单体的质量比为1:1 -3:1加入；