一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及吸波材料技术领域，特别涉及一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法，所述锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料由Ti

【技术实现步骤摘要】
一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法
本专利技术涉及吸波材料
，特别涉及一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子技术的不断发展，电磁波辐射产生的危害越来越明显。电磁波辐射不仅影响电子器件的正常运行，产生环境污染，还对人类健康造成一定的危害。电磁波吸收材料(吸波材料)可有效地吸收电磁能，并将其转化为热能而消耗，在军事或民用中都得到广泛的应用。根据复合材料的吸波机理将吸波材料分为磁介质型、电介质型和电阻型吸波材料，综合目前行业内常用的复合吸波材料将复合方式归纳为:合金化及金属掺杂型、共混型、表面改性型，目前铁氧体和聚苯胺复合吸波剂在吸波领域已具备相当成熟的体系，MXene属于新型二维材料具备优异的介电性能和较大的比表面积，在吸波领域具有较大的发展潜力。然而，由于各个单一材料复合后产生界面极化，材料不同成分之间的复杂反应使得制备出的吸波材料不能在高频段内具有较高的屏蔽效能和较宽的吸波频带，同时制备的吸波材料的微观形貌也比较单一，难以同时兼顾性能和形貌同时优异的特点。根据文献报道：淳道勇.新型MXene复合吸波材料研究进展[J].广州化工,2019,47(15):14-17，介绍利用MXene材料优良的介电损耗效果，将其作为填料加入其它复磁导率较高的基体材料中，一方面提升复合材料的介电损耗效果，另一方面降低基体复磁导率，使得阻抗匹配提升，但是反射损耗峰值较低频带较窄。根据文献报道：祁亚利,殷鹏飞,张利民,李宁.铁氧体吸波复合材料研究进展[J].宇航材料工艺,2019,49(03):9-14，介绍了通过改变复合材料的结构、层数和各层厚度来改善其电磁匹配性质,但其反射损耗峰值较低。根据文献报道：YANJ,HUANGY,CHENGXF,etal.Conductingpolymers-NiFe2O4coatedonreducedgrapheneoxidesheetsaselectromagnetic(EM)waveabsorptionmaterials[J].SyntheticMetals,2016,221:291-298，介绍了导电聚合物(聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩)与铁酸镍涂覆在还原氧化石墨烯片上,成功制备出还原氧化石墨烯/导电聚合物/铁酸镍三元复合材料，通过促进电磁散射和多次反射提高其吸波性能，但其吸收频带较窄。申请号为CN202010333091.6，公开日为20200731的中国专利技术专利，公开了一种锰锌铁氧体-碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层，该涂层中锰锌铁氧体负载碳纳米管材料，苯胺和氨基化碳纳米管进行原位聚合。申请号为CN201210449811.0，公开日为20130320的中国专利技术专利，公开了一种锰锌铁氧体包覆DBSA改性的碳纳米管-聚苯胺复合吸波材料的制备方法，采用十二烷基苯磺酸(DBSA)对多壁碳纳米管进行改性，再与苯胺单体通过原位聚合，制备出锰锌铁氧体包覆DBSA改性的碳纳米管-聚苯胺复合吸波材料。申请号为CN201210034964.9，公开日为20120725的中国专利技术专利，公开一种钕掺杂锰锌铁氧体-聚苯胺复合吸波材料的制备方法，采用化学共沉积法制备出掺杂量不同的钕掺杂锰锌铁氧体，然后以钕掺杂锰锌铁氧体与苯胺单体最后原位复合法制备出钕掺杂锰锌铁氧体-聚苯胺复合吸波材料。申请号为CN201611201656.5，公开日为20161222的中国专利技术专利，公开一种碳化钛/聚苯胺复合材料及其制备方法，首先将二维层状纳米材料MXene-Ti3C2加入到盐酸溶液中，分散均匀得到Ti3C2混合液；再向Ti3C2混合液中加入苯胺，分散均匀得到混合溶液；在0～5℃，向混合溶液中逐滴加入催化剂，搅拌聚合得到碳化钛/聚苯胺复合材料。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中指出的各个单一材料复合制备出的吸波材料不能在高频段内具有较高的屏蔽效能和较宽的吸波频带的问题。本专利技术提供一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料，该吸波材料在高频段内具备优异的吸波性能和高吸收峰值，实现了多种单一类型材料各自优异性能的复合，满足多个行业关于电磁波吸收材料的需求，可应用于需要减少电磁波影响的场所，如通讯制品(移动电话)、电脑(笔记本)、便携式电子产品、消费电子、网络硬件(服务器等)、医疗仪器、家用电子产品等电子设备的EMI屏蔽，也可应用于隐身材料、微波器件、军用天线等航天及国防行业。本专利技术提供的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,由Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料共混制得；其中，由介孔状锰锌铁氧体原位复合苯胺单体得到所述锰锌铁氧体/PANI复合材料，所述介孔状锰锌铁氧体为介孔球状结构；所述Ti3C2为具有多分层数的二维片状结构材料。采用锰锌铁氧体作为磁性材料基底，聚苯胺作为介电性能材料基底，在此基础上复合上二维片层结构MXene材料碳化钛，三种不同吸波机理材料的相互搭配以实现不同材料间复合后的界面极化和不同吸波机理阻抗匹配的结合，便于复合材料的介电性能的提高，发挥出优异的导电性能和磁性能，复合材料具备优异的吸波效能。复合吸波材料中的介孔状锰锌铁氧体为介孔球状结构，具备介孔杨梅球结构形貌，比表面积大，同时介孔状锰锌铁氧体的的微观结构尺寸在500nm，球形半径控制在纳米级别有效控制复合材料的晶体尺寸，为复合材料的再加工和在其他领域的利用改进减少尺寸方面的控制难度。引入新型MXene二维片状结构材料碳化钛，二维片状结构中不仅可以掺杂锰锌铁氧体和聚苯胺，使材料本身的结构同时兼具介电性能和磁性能，且Ti3C2的二维片状结构本身具有分层，多分层数可以更好的使锰锌铁氧体和聚苯胺之间利用范德华力掺杂在一起，使制备的复合吸波材料具备稳定的化学性能。在上述方案的基础上，进一步地，所述介孔状锰锌铁氧体由MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、FeCl3、尿素、PVP10于乙二醇溶剂中经溶剂热法制备得到；按重量份数比，所述MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O以及FeCl3的比例为4.2～4.4：7～8：16～18。所述介孔状锰锌铁氧体由溶剂热法制备，采用尿素对其表面进行造孔处理，使锰锌铁氧体具备介孔杨梅球结构形貌。在上述方案的基础上，进一步地，所述Ti3C2由Ti3AlC2经氢氟酸刻蚀处理得到。由Ti3AlC2经氢氟酸刻蚀处理得到Ti3C2，Ti3C2为本身具有多分层的二维片状结构材料。在上述方案的基础上，进一步地，所述介孔状锰锌铁氧体与所述苯胺单体的比例为1g:1ml。在上述方案的基础上，进一步地，所述Ti3AlC2与氢氟酸的比例为1g:10ml；按重量份数比，所述Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料的比例为3:2。在上述方案的基础上，进一步地，制备所述锰锌铁氧体/PANI复合材料的反应过程中还添加有催化剂，所述催化剂为溶解于盐酸中的过硫酸铵。在上述方案的基础上，进一步地，所述Ti3AlC2的氢氟酸刻蚀处理在室温下进行。在上述方案的基础上，进一步地，所述溶剂热法中反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,其特征在于，由Ti

【技术特征摘要】
1.一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,其特征在于，由Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料共混制得；
其中，由介孔状锰锌铁氧体原位复合苯胺单体得到所述锰锌铁氧体/PANI复合材料，所述介孔状锰锌铁氧体为介孔球状结构；所述Ti3C2为具有多分层的二维片状结构材料。


2.根据权利要求1所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,其特征在于:所述介孔状锰锌铁氧体由MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、FeCl3、尿素、PVP10于乙二醇溶剂中经溶剂热法制备得到；
按重量份数比，所述MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O以及FeCl3的比例为4.2～4.4：7～8：16～18。


3.根据权利要求1所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,其特征在于:所述Ti3C2由Ti3AlC2经氢氟酸刻蚀处理得到。


4.根据权利要求1所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,其特征在于:所述介孔状锰锌铁氧体与所述苯胺单体的比例为1g:1ml。


5.根据权利要求1所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,其特征在于:所述Ti3AlC2与氢氟酸的比例为1g:10ml；
按重量份数比，所述Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料的比例为3:2。


6.根据权利要求2所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,其特征在于:制备所述锰锌铁氧体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贤慧，刘俊俊，吴建华，陈继伟，吴波，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建;35