一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料及其制备方法，rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料由rGO、Ti3C2Tx MXene和MOFs衍生的FeCoC纳米颗粒，所述rGO为片状，Ti3C2Tx MXene层破碎成小片状附着在rGO片上，MOFs衍生的FeCoC纳米颗粒分布在rGO片和Ti3C2Tx MXene层上。本发明专利技术的rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料负载量低，频带宽，损耗能力强。能力强。能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料及其制备方法，属于电磁波吸收材料


技术介绍

[0002]随着科学技术发展，5G时代的来临，各类电子设备在日常生活中发挥着不可替代的作用。而其带来的电磁波污染也日益加剧，严重危害人类健康及信息、国防安全。因此，如何解决电磁污染问题已经得到社会的广泛关注。
[0003]多元复合电磁吸波材料凭借其优异的阻抗匹配性、介电损耗和磁损耗的协同效应等多种衰减性能，在电磁吸波领域逐渐引起了广泛关注。其中，具有高比表面积、低密度和优异的电性能的二维(2D)纳米材料石墨烯，具有密度低、比表面积大、化学稳定性好、导电性和力学性能优异等特殊性能，可用于构建具有良好衰减能力的轻质吸收体。MXene是一类二维过渡金属碳化物/氮化物/碳氮化物，呈手风琴状，它不仅具有高亲水性和金属导电性，而且还具有良好的机械加工性和可设计性。金属有机骨架材料(Metal
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organic frameworks，MOFs)是由金属离子和有机配体自组装而成的晶体多孔材料，其具有晶体孔隙大小可调节、比表面积极高、元素可调、形貌规则等优势，并且在许多领域都有广泛的应用潜力。此外，以MOFs为前驱体，可以在惰性气氛下高温热解原位生成碳和金属基化合物，并且金属纳米粒子可以在此过程中均匀地负载在碳骨架中。而且，热解后的MOFs复合材料依旧保留良好的形貌，近年来广泛应用于电磁波吸收领域。因此，利用石墨烯、MXene的介电损耗、MOFs衍生吸波材料的介电和磁损耗性能，将石墨烯、MXene和MOFs衍生的电磁吸波材料通过一定的手段组装成多元复合吸波材料，通过调控三者的复合比、界面结合方式等改善阻抗匹配性和增多电磁波损耗机理，从而提高吸波性能，将在电磁吸波领域具有潜在的应用前景。
[0004]专利CN110550632A公布了一种MXene/GO杂化气凝胶微球吸波剂的制备方法。MXene/GO杂化气凝胶微球吸波剂是由氧化石墨烯和Ti3C2Tx MXene形成的具有微观杂化片层结构的多孔微球，杂化片层结构包括面
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面堆叠的还原氧化石墨烯和Ti3C2Tx MXene纳米片。当厚度为1.2mm时其吸收可达
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50dB，对应吸收频宽为3GHz，当厚度增加，对微波的吸收向低频段移动，当厚度为5.0mm时在3.1GHz处吸收为
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25dB。但是这种二元复合材料主要靠介电损耗衰减电磁波，没有磁损耗材料。
[0005]专利CN113185193A公布了一种制备MXene复合纤维增强石墨烯气凝胶吸波材料的方法。方法通过MXene复合纤维与石墨烯多孔骨架的交联，构建了一种独特的三维结构，MXene复合纤维在石墨烯多孔骨架内部，穿插在孔隙中，连接石墨烯片层，以及嵌入石墨烯片层之间。在厚度为3mm时达到了最好的阻抗匹配度，具有最佳的吸波损耗。对应的最小反射损耗值为
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58dB，同时在9.5～18GHz的频率范围内具有10.5GHz的有效吸收带宽，覆盖了整个Ku波段。但是该复合材料的电磁波衰减机制仍以介电损耗为主。
[0006]专利CN112251193A公开了一种基于MXene与金属有机框架的复合吸波材料。所述
复合吸波材料为基于层状纳米薄片MXene基体Ti3C2Tx与三维金属有机框架MOFs材料的复合得到的在层状碳骨架上负载金属纳米颗粒和TiO2纳米颗粒的复合材料，在试样厚度为3.0mm时，最大吸收强度可达
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51.8dB。但是该复合材料在石蜡的掺量较大，已达到40％。
[0007]专利CN113088252A公开了一种三金属
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有机框架(FeCoNi
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MOFs)衍生铁钴镍合金/碳/石墨烯超薄吸波材料及其制备方法。当匹配厚度为1.53mm时，最大吸收强度达到
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66.0dB，厚度为1.56mm时，有效吸收带宽达5.2GHz。但该复合材料在石蜡中的掺量已达到30％，负载量较大。
[0008]目前现有的技术大多是制备石墨烯、MXene和MOFs衍生的电磁吸波材料单独作为吸波材料，或是两两复合作为吸波材料使用，鲜有文献报道多元电磁吸波复合材料。因此，开发一种制备方法简单、性能优异的多元电磁复合吸波材料对于吸波材料的发展与生产具有重要意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料及其制备方法，该电磁吸波材料负载量低，频带宽，损耗能力强。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料，由rGO、Ti3C2Tx MXene和MOFs衍生的FeCoC纳米颗粒，所述rGO为片状，Ti3C2Tx MXene层破碎成小片状附着在rGO片上，MOFs衍生的FeCoC纳米颗粒分布在rGO片和Ti3C2Tx MXene层上。
[0012]一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1，制备单层MXene：将LiF、盐酸溶解于去离子水中，再加入Ti3AlC2粉末，混合搅拌，充分反应后得到的反应物经超声、离心，得到单层的MXene；
[0014]步骤2，制备前驱体，将钴盐、铁盐溶解于去离子水溶液中，将2
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甲基咪唑溶于去离子水中，二者混合搅拌，充分反应后得到的反应物经离心、洗涤、干燥，得到具有MOFs结构的前驱体；
[0015]步骤3，制备rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料：将步骤1得到的MXene与rGO混合，再加入步骤2得到的前驱体，搅拌混合，离心、干燥，将得到的复合材料进行热处理，得到所述rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料。
[0016]优选的，所述步骤1中，LiF、盐酸、去离子水、Ti3AlC2的质量体积比为1～20g：1～200mL：1～200mL：1～20g。
[0017]优选的，所述步骤1中，溶剂混合搅拌的时间为1～48h，超声的时间为1～60min，离心的时间为1～2h。
[0018]优选的，所述步骤2中，钴盐与铁盐的摩尔比为1:0.1～1:20，去离子水和2
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甲基咪唑的体积质量比为5～200mL：1～20g。
[0019]优选的，所述步骤2中，溶剂混合搅拌的时间为1～48h。
[0020]优选的，所述步骤3中，rGO与MXene的质量比为1:0～1:50，rGO与FeCoC的质量比为1:0～1:50。
[0021]优选的，所述步骤3中，热处理的升温速率为1～30℃
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min
‑1，热处理温度为50℃～1500℃，热处理的时间为0.1～15h。
[0022]有益效果：相比于现有技术，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料，其特征在于：由rGO、Ti3C2Tx MXene和MOFs衍生的FeCoC纳米颗粒，所述rGO为片状，Ti3C2Tx MXene 层破碎成小片状附着在 rGO片上，MOFs衍生的FeCoC纳米颗粒分布在rGO 片和Ti3C2Tx MXene 层上。2.一种权利要求1所述rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，制备单层MXene：将LiF、盐酸溶解于去离子水中，再加入Ti3AlC2粉末，混合搅拌，充分反应后得到的反应物经超声、离心，得到单层的MXene；步骤2，制备前驱体，将钴盐、铁盐溶解于去离子水溶液中，将2
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甲基咪唑溶于去离子水中，二者混合搅拌，充分反应后得到的反应物经离心、洗涤、干燥，得到具有MOFs结构的前驱体；步骤3，制备rGO/MXene/FeCoC多元复合电磁吸波材料：将步骤1得到的MXene与rGO混合，再加入步骤2得到的前驱体，搅拌混合，离心、干燥，将得到的复合材料进行热处理，得到所述rGO/MXene/FeC...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹，刘承侃，张鹏，雷东移，刘佳鑫，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：