[发明专利]一种MXene/rGO/二氧化锡纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，公开了一种MXene/rGO/二氧化锡纳米复合材料及制备方法和应用。该方法包括步骤：将MAX相粉末进行化学法剥离得到MXene纳米片，超声分散得到MXene纳米片水分散溶液；将氧化石墨烯与四氯化锡·五水合物搅拌混合得到水分散溶液，加入氟化铵与尿素得到混合溶液；将各溶液与海藻酸钠水分散溶液进行搅拌混合得到混合凝胶溶液；将混合凝胶溶液进行水热处理，冷却后进行冷冻干燥处理；通过混合气体热处理还原得到产品。该方法步骤简单，得到的结构比表面积大，形成导电网络提高了材料的导电率损耗，所得复合材料质量轻，具有高的介电损耗能力，较高导电性增强了电磁波吸收性能，可作为吸波材料。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，特别涉及一种MXene/rGO/二氧化锡纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着无线通讯技术的普及与发展，电磁干扰正在成为一个严重的全球性问题，电磁污染俨然成为一种新型的污染。电磁波不仅会对科研或生产实践中精密仪器的使用造成干扰，过量的电磁波辐射还会损害人的身体健康对人体造成不可逆的影响。为解决这些趋势性的问题，通过研发能够吸收电磁波的材料势在必行。电磁波吸收材料又称为“隐身材料”，目前，隐身材料的研发趋势为吸收频带宽、吸收强、质量轻和厚度薄。常规制备吸波材料的方法步骤繁琐、密度大、吸收能力较差，种种因素限制了“隐身材料”的发展，该方法制备得到的复合材料比表面积大，质量轻，能够很好的在“隐身材料”中应用。

MXene是一类新兴金属碳化物材料，是一种具有二维层状结构的前过渡金属碳化物和碳氮化合物，对应的三元体材料为MAX相(包括Ti₃SiC₂、Ti₃AlC₂等)。在实际操作中，可以选择性刻蚀掉MAX相材料，得到手风琴状的沉淀，和二维纳米片上层清液。所述的刻蚀液中通常含有氟离子，例如氢氟酸(HF)、氟化氢铵(NH₄HF₂)、盐酸(HCl)与氟化锂(LiF)的混合溶液。MXene材料比表面积大、活性位点多，金属导电性好，在电磁波吸收材料中具有良好的发展前景。

石墨烯是一种由碳原子通过sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，杂化轨道形成六角形。石墨烯光学、电学、力学性质优异，具有高理论比表面积(2630m²/g)、超高电子迁移率(～200000cm²/v.s)、高杨氏模量(1TPa)等特性。石墨烯凭借其特殊的结构和性能优势，在能源存储和转换器件、纳米电子器件、柔性可穿戴和电磁屏蔽等领域具有非常好的发展和应用前景。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种MXene/rGO/二氧化锡纳米复合材料的制备方法；该方法工艺简单、重复性强、制备过程和条件易于控制，而且制得的复合材料介电损耗能力强。。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的MXene/rGO/二氧化锡纳米复合材料。

本发明的再一目的在于提供一种上述MXene/rGO/二氧化锡纳米复合材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种MXene/rGO/二氧化锡纳米复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)将MAX相粉末进行化学法剥离，得到MXene纳米片，以去离子水作为溶剂超声分散后得到MXene纳米片水分散溶液；

(2)将氧化石墨烯与四氯化锡·五水合物依次加入去离子水中，搅拌混合得到水分散溶液，随后依次加入氟化铵与尿素得到混合溶液；

(3)将步骤(1)所得MXene纳米片水分散溶液、步骤(2)所得混合溶液与海藻酸钠水分散溶液进行磁力搅拌混合得到混合凝胶溶液；